تغییرپذیری اصلاح

تغییرپذیری اصلاح (فنوتیپی).- تغییرات در بدن همراه با تغییر در فنوتیپ به دلیل تأثیر محیطو در بیشتر موارد ماهیت تطبیقی دارند. ژنوتیپ تغییر نمی کند. بطور کلی مفهوم مدرن«اصلاحات تطبیقی» با مفهوم «تغییرپذیری معین» که توسط چارلز داروین به علم معرفی شد، مطابقت دارد.

یوتیوب دایره المعارفی

1 / 5

✪ تغییر پذیری (غیر ارثی).

✪ انواع دیگر تنوع

✪ استفاده از زیست شناسی 2015 (نسخه آزمایشی). تغییرپذیری اصلاح، قارچ، جلبک، دانه. A9-A12.

✪ تنوع | زیست شناسی پایه 10 #32 | درس اطلاعات

✪ تنوع ارثی ترکیب و تنوع جهش

زیرنویس

طبقه بندی مشروط تغییرپذیری اصلاح

با توجه به تغییر علائم بدن:
- تغییرات مورفولوژیکی
- سازگاری های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی - هموستاز (افزایش سطح گلبول های قرمز خون در کوه ها و غیره)
با محدوده هنجار واکنش
- باریک (بیشتر مشخصه صفات کیفی)
- گسترده (معمول تر برای صفات کمی)
بر اساس ارزش:
- تغییرات (مفید برای بدن - به عنوان یک واکنش سازگار با شرایط محیطی ظاهر می شود)
- مورفوزها (تغییرات غیر ارثی در فنوتیپ تحت تأثیر عوامل محیطی شدید یا تغییراتی که به عنوان بیان جهش های تازه در حال ظهور که ماهیت تطبیقی ندارند رخ می دهد)
- فنوکپی (تغییرات مختلف غیر ارثی که تظاهرات جهش های مختلف را کپی می کند)
بر اساس مدت زمان:
- فقط یک فرد یا گروهی از افراد وجود دارند که تحت تأثیر محیط قرار گرفته اند (به ارث برده نشده اند)
- تغییرات طولانی مدت - دو یا سه نسل دوام می آورد

مکانیسم تغییرپذیری اصلاح

محیط به عنوان دلیلی برای تغییرات

تنوع اصلاحی نتیجه تغییرات در ژنوتیپ نیست، بلکه نتیجه واکنش آن به شرایط محیطی است. با تغییرپذیری اصلاح، مواد ارثی تغییر نمی کند، بیان ژن ها تغییر می کند.

تحت تأثیر شرایط محیطی خاص بر روی بدن، سیر واکنش های آنزیمی (فعالیت آنزیم) تغییر می کند و می توان آنزیم های تخصصی را سنتز کرد که برخی از آنها (MAP کیناز و غیره) بسته به تغییرات، تنظیم رونویسی ژن را بر عهده دارند. در محیط زیست. بنابراین، عوامل محیطی قادر به تنظیم بیان ژن هستند، یعنی شدت تولید پروتئین های خاص که عملکرد آنها با عوامل محیطی خاص مطابقت دارد.

ملانین توسط چهار ژن واقع در کروموزوم های مختلف تولید می شود. نای مقدار زیادآلل غالب این ژن ها - 8 - در افراد نژاد نگروید یافت می شود. هنگامی که در معرض یک محیط خاص، مانند قرار گرفتن در معرض شدید پرتو های فرابنفشسلول های اپیدرمی از بین می روند که منجر به آزاد شدن اندوتلین-1 و ایکوزانوئیدها می شود. آنها باعث فعال شدن آنزیم تیروزیناز و بیوسنتز آن می شوند. تیروزیناز به نوبه خود اکسیداسیون اسید آمینه تیروزین را کاتالیز می کند. تشکیل بیشتر ملانین بدون مشارکت آنزیم ها انجام می شود، با این حال، مقدار بیشتری از آنزیم باعث ایجاد رنگدانه شدیدتر می شود.

سرعت واکنش

حد تظاهر تغییرپذیری اصلاح یک ارگانیسم با ژنوتیپ بدون تغییر، واکنش هنجار است. سرعت واکنش توسط ژنوتیپ تعیین می شود و در افراد مختلف یک گونه متفاوت است. در واقع، سرعت واکنش طیفی از سطوح ممکن بیان ژن است که از بین آن سطح بیانی که برای شرایط محیطی خاص مناسب‌تر است انتخاب می‌شود. سرعت واکنش برای هر یک محدودیت یا مرزی دارد گونه ها(پایین و بالا) - به عنوان مثال، افزایش تغذیه منجر به افزایش جرم حیوان می شود، با این حال، در محدوده طبیعی واکنش مشخصه این گونه یا نژاد خواهد بود. سرعت واکنش ژنتیکی تعیین می شود و به ارث می رسد. برای نشانه های مختلفحدود واکنش بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، ارزش تولید شیر، بهره وری غلات و بسیاری از ویژگی های کمی دیگر دارای محدودیت های گسترده ای از هنجار واکنش، محدودیت های باریک - شدت رنگ اکثر حیوانات و بسیاری از ویژگی های کیفی دیگر است.

با این حال، برخی از صفات کمی با سرعت واکنش باریک (محتوای چربی شیر، تعداد انگشتان پا در شیر) مشخص می شوند. خوک گینه، و برای برخی از شخصیت های کیفی - گسترده (به عنوان مثال، تغییر رنگ فصلی در بسیاری از گونه های جانوری عرض های شمالی). علاوه بر این، مرز بین ویژگی های کمی و کیفی گاهی اوقات بسیار دلخواه است.

ویژگی های تغییرپذیری اصلاح

برگشت پذیری - تغییرات زمانی ناپدید می شوند که شرایط محیطی خاصی که آنها را تحریک کرده است تغییر کند
شخصیت گروهی
تغییرات در فنوتیپ ارثی نیست، هنجار واکنش ژنوتیپ ارثی است
نظم آماری سری تغییرات
بر روی فنوتیپ تأثیر می گذارد بدون اینکه بر خود ژنوتیپ تأثیر بگذارد.

تجزیه و تحلیل و الگوهای تغییرپذیری اصلاح

سری واریاسیون

یک نمایش رتبه‌بندی شده از تجلی تغییرپذیری اصلاح - یک سری تغییرات - یک سری تغییرپذیری اصلاحی ویژگی یک موجود زنده، که شامل تغییرات فردی است که به ترتیب افزایش یا کاهش بیان کمی ویژگی (اندازه برگ، تغییر در شدت رنگ پوشش) قرار می‌گیرد. ، و غیره.). یک شاخص واحد از نسبت دو عامل در یک سری تغییرات (مثلاً طول پوشش و شدت رنگدانه آن) واریانت نامیده می شود. به عنوان مثال، گندم در حال رشد در یک مزرعه به دلیل شاخص های مختلف خاک و رطوبت در مزرعه، می تواند از نظر تعداد خوشه و خوشه بسیار متفاوت باشد. با جمع آوری تعداد سنبلچه ها در یک سنبله و تعداد گوش ها، می توانید یک سری تغییرات را به صورت آماری دریافت کنید:

منحنی تغییرات

یک نمایش گرافیکی از تجلی تغییرپذیری اصلاح - یک منحنی تغییرات - هم دامنه تغییرات ویژگی و هم فراوانی انواع مختلف را نشان می دهد. از منحنی می توان دریافت که میانگین متغیرهای تجلی صفت رایج ترین هستند (قانون کوتلت). دلیل این امر ظاهراً تأثیر عوامل محیطی بر سیر انتوژنی است. برخی از عوامل بیان ژن را سرکوب می کنند، در حالی که برخی دیگر، برعکس، آن را افزایش می دهند. تقریباً همیشه این عوامل به طور همزمان بر روی انتوژن تأثیر می گذارند ، یکدیگر را خنثی می کنند ، یعنی نه کاهش و نه افزایش ارزش یک صفت مشاهده می شود. به همین دلیل است که افراد با بیان افراطی این صفت در تعداد بسیار کمتری نسبت به افراد با مقدار متوسط یافت می شوند. به عنوان مثال، قد متوسط یک مرد - 175 سانتی متر - در جمعیت های اروپایی رایج ترین است.

هنگام ساخت منحنی تغییرات، می توانید مقدار انحراف استاندارد را محاسبه کنید و بر این اساس، انحراف استاندارد را از میانه ترسیم کنید - رایج ترین مقدار ویژگی.

تغییرپذیری اصلاح در نظریه تکامل

داروینیسم

در سال 1859، چارلز داروین اثر خود را در مورد تکامل با عنوان منشاء گونه ها توسط انتخاب طبیعی، یا حفظ نژادهای مطلوب در مبارزه برای زندگی منتشر کرد. داروین در آن رشد تدریجی موجودات را در نتیجه انتخاب طبیعی نشان داد. انتخاب طبیعی از مکانیسم زیر تشکیل شده است:

ابتدا یک فرد با ویژگی های جدید و کاملا تصادفی ظاهر می شود (که در نتیجه جهش ایجاد شده است)
سپس بسته به این ویژگی ها، او قادر به ترک فرزندان است یا نمی تواند
در نهایت، اگر نتیجه مرحله قبل مثبت باشد، فرزندانی به جا می‌گذارد و فرزندانش خواص تازه به دست آمده را به ارث می‌برند.

ویژگی های جدید یک فرد در نتیجه تنوع ارثی و اصلاحی شکل می گیرد. و اگر تنوع ارثی با تغییر در ژنوتیپ مشخص شود و این تغییرات ارثی باشد، با تغییرپذیری اصلاحی، توانایی ژنوتیپ موجودات برای تغییر فنوتیپ در مواجهه با محیط به ارث می رسد. با قرار گرفتن مداوم در معرض شرایط محیطی یکسان بر روی ژنوتیپ، می توان جهش هایی را انتخاب کرد که اثر آنها شبیه به تجلی تغییرات است و بنابراین، تنوع اصلاحی به تنوع ارثی تبدیل می شود (همسان سازی ژنتیکی تغییرات). یک مثال ثابت درصد بالای رنگدانه ملانین در پوست نژادهای نگروید و مغولوئید در مقایسه با قفقازی است.

داروین تغییرپذیری اصلاح را معین (گروهی) نامید.

تنوع خاصی در همه افراد عادی گونه ظاهر می شود که تحت تأثیر خاصی قرار می گیرند. تنوع معینی حدود وجود و تولید مثل ارگانیسم را گسترش می دهد.

تنوع انتخاب طبیعی و تغییر

تغییرپذیری اصلاح ارتباط نزدیکی با انتخاب طبیعی دارد. انتخاب طبیعی دارای چهار جهت است که سه جهت آن مستقیماً در جهت بقای موجودات است اشکال مختلف تنوع غیر ارثی. این انتخاب تثبیت کننده، متحرک و مخل است.

انتخاب تثبیت کننده با خنثی سازی جهش ها و تشکیل ذخیره ای از این جهش ها مشخص می شود که منجر به توسعه ژنوتیپ با فنوتیپ ثابت می شود. در نتیجه، موجودات نرخ متوسطواکنش ها تحت شرایط ثابت وجودی غالب می شوند. به عنوان مثال، گیاهان مولد شکل و اندازه گل را حفظ می کنند که با شکل و اندازه حشره ای که گیاه را گرده افشانی می کند، مطابقت دارد.

انتخاب مخرب با کشف ذخایر با جهش های خنثی شده و انتخاب بعدی این جهش ها برای تشکیل ژنوتیپ و فنوتیپ جدید مناسب برای محیط مشخص می شود. در نتیجه، ارگانیسم هایی با سرعت واکنش شدید زنده می مانند. به عنوان مثال، حشرات با بال‌های قوی در برابر وزش باد مقاوم‌تر هستند، در حالی که حشرات از همان گونه‌ها با بال‌های ضعیف دور می‌شوند.

انتخاب رانندگی با مکانیسمی مشابه با انتخاب مخرب مشخص می شود، اما هدف آن تشکیل یک هنجار واکنش متوسط جدید است. به عنوان مثال، حشرات در برابر مواد شیمیایی مقاومت می کنند.

نظریه اپی ژنتیک تکامل

با توجه به مفاد اصلی نظریه اپی ژنتیک تکامل، منتشر شده در سال 1987، بستر تکامل یک فنوتیپ کل نگر است - یعنی، مورفوزها در رشد یک ارگانیسم با تأثیر شرایط محیطی بر روی آنتوژن (سیستم اپی ژنتیک) تعیین می شوند. . در همان زمان، یک مسیر رشد پایدار بر اساس مورفوزها (Creod) شکل می گیرد - یک سیستم اپی ژنتیکی پایدار شکل می گیرد که با مورفوس ها سازگار است. این سیستم توسعه مبتنی بر جذب ژنتیکی موجودات (ژنوکپی اصلاح) است که شامل مطابقت هر گونه تغییر با یک جهش خاص است. یعنی تغییر در فعالیت یک ژن خاص می تواند هم به دلیل تغییر در محیط و هم یک جهش خاص باشد. تحت تأثیر یک محیط جدید بر روی بدن، جهش هایی انتخاب می شوند که بدن را با شرایط جدید تطبیق می دهد، بنابراین بدن، ابتدا با کمک تغییرات با محیط سازگار می شود، سپس از نظر ژنتیکی با آن سازگار می شود (انتخاب حرکتی) - یک روش جدید. ژنوتیپ بوجود می آید که بر اساس آن یک فنوتیپ جدید ایجاد می شود. به عنوان مثال، با توسعه نیافتگی مادرزادی دستگاه حرکتی حیوانات، بازسازی اندام های حمایتی و حرکتی به گونه ای اتفاق می افتد که توسعه نیافتگی سازگاری پیدا می کند. علاوه بر این، این صفت با انتخاب تثبیت کننده ارثی ثابت می شود. متعاقباً مکانیسم جدیدی از رفتار ظاهر می شود که هدف آن سازگاری با سازگاری است. بنابراین در نظریه اپی ژنتیک تکامل، مورفوز پس جنینی بر اساس شرایط محیطی خاص به عنوان اهرم محرک تکامل در نظر گرفته می شود. بنابراین، انتخاب طبیعی در نظریه اپی ژنتیکی تکامل شامل مراحل زیر است:

بنابراین، نظریه های ترکیبی و اپی ژنتیکی تکامل کاملاً متفاوت هستند. با این حال، ممکن است مواردی وجود داشته باشد که ترکیبی از این نظریه ها باشد - به عنوان مثال، ظهور مورفوزها به دلیل تجمع جهش های خنثی در ذخایر بخشی از مکانیسم هر دو ترکیب مصنوعی (جهش ها در فنوتیپ ظاهر می شود) و اپی ژنتیک (مورفوزها می توانند در صورتی که جهش های اولیه این را تعیین نکرده باشند، منجر به ژنوکپی تغییرات می شود.

اشکال تغییرپذیری اصلاح

در بیشتر موارد، تنوع اصلاحی به سازگاری مثبت ارگانیسم ها با شرایط محیطی کمک می کند - واکنش ژنوتیپ به محیط بهبود می یابد و فنوتیپ بازآرایی می شود (به عنوان مثال، تعداد گلبول های قرمز در فردی که از کوه ها بالا می رود افزایش می یابد). با این حال، گاهی اوقات، تحت تأثیر عوامل نامطلوب محیطی، به عنوان مثال، تأثیر عوامل تراتوژن بر روی زنان باردار، تغییرات فنوتیپ مشابه جهش ها (نه تغییرات ارثی مشابه تغییرات ارثی) - فنوکپی ها رخ می دهد. همچنین، تحت تأثیر عوامل محیطی شدید، مورفوزها ممکن است در موجودات ظاهر شوند (به عنوان مثال، اختلال در دستگاه حرکتی به دلیل آسیب). مورفوزها ماهیتی برگشت ناپذیر و غیر انطباقی دارند و در طبیعت ناپایدار، تظاهرات مشابه جهش های خود به خودی است. مورفوزها توسط نظریه اپی ژنتیکی تکامل به عنوان عامل اصلی تکامل پذیرفته شده اند.

تغییرپذیری اصلاح بلند مدت

در بیشتر موارد، تنوع تغییر ماهیت غیر ارثی است و تنها واکنش ژنوتیپ یک فرد معین به شرایط محیطی و به دنبال آن تغییر در فنوتیپ است. با این حال، تغییرات طولانی مدت نیز شناخته شده است که در برخی از باکتری ها، تک یاخته ها و یوکاریوت های چند سلولی توضیح داده شده است. برای درک مکانیسم احتمالی تغییرپذیری اصلاح طولانی مدت، اجازه دهید ابتدا مفهوم یک محرک ژنتیکی را در نظر بگیریم.

به عنوان مثال، اپرون های باکتریایی، علاوه بر ژن های ساختاری، دارای دو بخش هستند - یک پروموتر و یک اپراتور. اپراتور برخی از اپرون ها بین پروموتر و ژن های ساختاری قرار دارد (در برخی دیگر، بخشی از پروموتر است). اگر اپراتور به پروتئینی به نام رپرسور متصل شود، با هم از حرکت RNA پلیمراز در طول زنجیره DNA جلوگیری می کنند. در باکتری ها E. coliمکانیزم مشابهی را می توان مشاهده کرد. با کمبود لاکتوز و گلوکز اضافی، یک پروتئین سرکوب کننده (Lacl) تولید می شود که به اپراتور متصل می شود و از سنتز RNA پلیمراز برای ترجمه آنزیمی که لاکتوز را تجزیه می کند، جلوگیری می کند. با این حال، هنگامی که لاکتوز وارد سیتوپلاسم باکتری می شود، لاکتوز (یک ماده القاء کننده) به پروتئین رپرسور می چسبد و ترکیب آن را تغییر می دهد که منجر به جدا شدن رپرسور از اپراتور می شود. این باعث شروع سنتز آنزیمی برای تجزیه لاکتوز می شود.

در باکتری ها، هنگام تقسیم، یک ماده القایی (در مورد E. coli- لاکتوز) به سیتوپلاسم سلول دختر منتقل می شود و باعث جدا شدن پروتئین سرکوبگر از اپراتور می شود که مستلزم تجلی فعالیت آنزیم (لاکتاز) برای جدا کردن لاکتوز در چوب ها حتی در غیاب این دی ساکارید است. متوسط.

اگر دو اپرون وجود داشته باشد و اگر به هم مرتبط باشند (ژن ساختاری اپرون اول یک پروتئین سرکوب کننده اپرون دوم را کد می کند و بالعکس)، سیستمی به نام ماشه تشکیل می دهند. هنگامی که اپرون اول فعال است، اپرون دوم غیرفعال می شود. با این حال، تحت تأثیر محیط، سنتز پروتئین رپرسور توسط اپرون اول می تواند مسدود شود و سپس ماشه سوئیچ می شود: اپرون دوم فعال می شود. این حالت ماشه ای می تواند توسط نسل های بعدی باکتری ها به ارث برسد. محرک های مولکولی می توانند تغییرات طولانی مدت در یوکاریوت ها نیز ایجاد کنند. این می تواند، برای مثال، با توارث سیتوپلاسمی ادخال های سیتوپلاسمی در باکتری ها در طول تولید مثل آنها رخ دهد.

اثر سوئیچینگ ماشه را می توان در اشکال حیات غیر سلولی، مانند باکتریوفاژها مشاهده کرد. هنگامی که به یک سلول وارد می شود، باکتری با کمبود مواد مغذیآنها غیر فعال می مانند و به مواد ژنتیکی حمله می کنند. هنگامی که شرایط مطلوب در سلول ظاهر می شود، فاژها تکثیر می شوند و از باکتری خارج می شوند - یک سوئیچ ماشه به دلیل تغییر در محیط رخ می دهد.

وراثت سیتوپلاسمی

ویژگی های مقایسه ای اشکال تنوع

ویژگی های مقایسه ایاشکال تنوع

ویژگی	غیر ارثی (اصلاحات تطبیقی)	ارثی
موضوع تغییر	فنوتیپ در محدوده واکنش	ژنوتیپ
عامل وقوع	تغییرات در شرایط محیطی	نوترکیبی ژن به دلیل همجوشی گامت، عبور از آن، جهش
وراثت اموال	ارثی نیست	به ارث برده
ارزش ها برای یک فرد	نشاط، سازگاری با شرایط محیطی را افزایش می دهد	تغییرات مفید منجر به بقا، مضر - به مرگ ارگانیسم می شود.
مشاهده ارزش	بقا را ترویج می کند	منجر به ظهور جمعیت های جدید، گونه ها در نتیجه واگرایی می شود
نقش در تکامل	سازگاری موجودات زنده با شرایط محیطی	مواد برای انتخاب طبیعی
شکل تغییرپذیری	گروه	شخصی
منظم بودن	نظم آماری سری تغییرات	قانون سری همولوگ تنوع ارثی

تغییرات ارثی و اصلاحی با هم، مبنای انتخاب طبیعی را فراهم می‌کنند. در عین حال، تغییرات کیفی یا کمی در تظاهرات ژنوتیپ در علائم فنوتیپ (تنوع ارثی) نتیجه انتخاب طبیعی - بقا یا مرگ فرد را تعیین می کند.

تغییرپذیری در زندگی انسان

استفاده عملی از الگوهای تغییرپذیری اصلاحی از اهمیت زیادی در نباتات و دامپروری برخوردار است، زیرا امکان پیش بینی و برنامه ریزی از قبل حداکثر استفاده از قابلیت های هر گونه گیاهی و نژاد حیوانی (مثلاً شاخص های فردی) را فراهم می کند. نور کافی برای هر گیاه). ایجاد شناخته شده شرایط بهینهبرای اجرای ژنوتیپ، بهره وری بالای آنها تضمین می شود.

همچنین استفاده به موقع از توانایی های ذاتی کودک و توسعه آنها از دوران کودکی امکان پذیر است - این وظیفه روانشناسان و معلمان است که حتی در سن مدرسه سعی در تعیین تمایلات کودکان و توانایی های آنها برای یک یا آن فعالیت حرفه ای دارند. ، افزایش سطح اجرای توانایی های تعیین شده ژنتیکی کودکان.

دو نوع اصلی وجود دارد تنوعموجودات زنده: ارثی و غیر ارثی. اولین مورد می تواند جهشی و ترکیبی باشد. دومی نامیده می شود تغییرپذیری اصلاح. این شامل تغییرات در صفاتی است که در طی تولید مثل جنسی حفظ نمی شوند، زیرا این تغییرات بر ژنوتیپ تأثیر نمی گذارد. او نیز نامیده می شود تنوع فنوتیپی.

تغییرپذیری اصلاح در نتیجه تعامل موجودات با محیط به وجود می آید، به عنوان مثال. در فرآیند تحقق اطلاعات ژنتیکی. موجودات مختلف به عوامل محیطی واکنش متفاوتی نشان می دهند. چیزی به نام سرعت واکنش وجود دارد. اینها محدودیت‌های تغییرپذیری اصلاح هستند که با قابلیت‌های یک ژنوتیپ مشخص تعیین می‌شوند.

ویژگی مشخصهتغییرات این است که تاثیر یکسان باعث ایجاد تغییر یکسان در همه افرادی می شود که در معرض آن قرار گرفته اند. به همین دلیل چارلز داروین تغییرپذیری اصلاح را قطعی نامید. تغییرات به ویژه در افراد مشابه از نظر ژنوتیپ، اما در شرایط زیستگاه های مختلف مشاهده می شود. بنابراین، تفاوت های قابل توجهی در بسیاری از ویژگی ها در گیاهان همان گونه که در شرایط کوهستانی و دره رشد می کنند آشکار می شود. در کوهستان، گیاهان معمولاً چمباتمه زده، با ساقه های کوتاه، برگ های پایه، ریشه های عمیق. در دره، گیاهان بالاتر هستند، آنها ریشه سیستمنزدیک به سطح خاک قرار دارد. هنگامی که گیاهان به زیستگاه دیگری منتقل می شوند، تغییرات ناپدید می شوند. تغییرات گیاهی که تحت تأثیر نورهای مختلف، تراکم کاشت و تغییرات در تغذیه رخ می دهد، به خوبی شناخته شده است.

تغییرات در حیوانات کمتر متنوع نیست. بسته به ماهیت مخزن، تغییرات شناخته شده ای در فیزیک ماهی وجود دارد. بنابراین، برای مثال، در دریاچه‌ها و رودخانه‌های کند (یعنی در مخازن بزرگ)، ماهی کپور چلیپایی بزرگ‌تر و گردتر است. در برکه ها و دریاچه های باتلاقی کوچک، ماهی ها بسیار کوچکتر هستند و بدن آنها دراز است.

در جوجه ها، تحت تأثیر طول ساعات روز، تولید تخم تغییر می کند. بزرگ گاوو اسب ها با فعالیت بدنی زیاد، حجم ماهیچه ها، حجم ریه ها افزایش می یابد، گردش خون افزایش می یابد.

تنوع اصلاحی در انسان مورد توجه خاص است. برای ارزیابی آن، بسیار موثر است روش دوقلو. مطالعات انجام شده بر روی دوقلوها نقش عظیم وراثت را در رشد بدن نشان داده است. دوقلوهای همسان بزرگ شده اند شرایط مختلف، شباهت های جسمی و روانی قابل توجهی دارند، اگرچه تفاوت های تحصیلی البته بر توانایی های فکری و رفتاری آنها تأثیر می گذارد.

در بیشتر موارد، اصلاح یک واکنش تطبیقی مفید ارگانیسم است، به عنوان مثال. تطبیقی است گیاهانی که در سایه رشد می کنند دارای یک تیغه برگ بزرگ برای به حداکثر رساندن جذب هستند انرژی خورشیدی. در مناطق خشک، گیاهان، برعکس، تیغه برگ را کاهش می دهند، تعداد روزنه ها کاهش می یابد، اپیدرم ضخیم می شود، یعنی. علائمی ظاهر می شود که گیاهان را از از دست دادن رطوبت محافظت می کند.

تغییر رنگ در بسیاری از حشرات، ماهی ها، دوزیستان، بسته به زیستگاه یا دارای عملکرد حفاظتییا برعکس، کمک می کند تا در کمین شکار بمانند. در انسان، آفتاب سوختگی یک واکنش محافظتی در برابر تابش نور است.

ماهیت تطبیقی معمولاً در تغییراتی است که در اثر قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی معمولی ایجاد می‌شوند. اگر ارگانیسم تحت تأثیر یک عامل غیرمعمول قرار گیرد یا شدت عامل معمولی به شدت افزایش یابد، ممکن است تغییرات غیر انطباقی رخ دهد که اغلب دارای ویژگی ناهنجاری است. چنین تغییراتی نامیده می شود مورفوزها. آنها اغلب تحت تأثیر مواد شیمیایی و تشعشع رخ می دهند. به عنوان مثال، هنگامی که دانه ها تحت تابش قرار می گیرند، نهال هایی با برگ های چروکیده، با لپه هایی به اشکال مختلف، با رنگ سبز ناهموار از آنها رشد می کنند. در مگس سرکه، زمانی که تحت تابش قرار می گیرد، هیولاهای واقعی گاهی رشد می کنند.

در گیاهان، مورفوزها اغلب در نتیجه وجود بیش از حد یا کمبود یک ماده در خاک رخ می دهد که اغلب یک عنصر کمیاب است. بنابراین کمبود مس باعث پنجه زنی قوی غلات می شود. در عین حال، گل آذین از بسته بندی برگ ها خارج نمی شود و خشک می شود. در بچه ماهی که در آب با مخلوطی از کلرید لیتیوم رشد می کند، تنها یک چشم واقع در وسط تشکیل می شود.

برخی از تغییراتی که تحت تأثیر تشعشعات، دمای شدید و سایر عوامل قوی رخ می‌دهند، جهش‌های خاصی را تقلید می‌کنند. بنابراین، تحت تأثیر شوک دمایی که شفیره‌های مگس سرکه در معرض آن قرار گرفتند، مگس‌هایی با بال‌های منحنی، بریدگی بال‌ها و بال‌های کوتاه ظاهر شدند که از مگس‌های برخی از خطوط جهش‌یافته قابل تشخیص نبود. چنین تغییراتی نامیده می شود فنوکپی ها.

ماهیت تطبیقی تغییرات به دلیل هنجار واکنش ژنوتیپ است، که اجازه می دهد تا این صفت بدون ایجاد اختلال در ساختار ژن مربوطه (یعنی بدون جهش) تغییر کند. هرچه سرعت واکنش بیشتر باشد، پتانسیل تطبیقی یک فرد، جمعیت یا گونه بالاتر است.

برخلاف جهش ها، تغییرات درجات مختلفی از ماندگاری دارند. بسیاری از تغییرات اندکی پس از از بین رفتن عاملی که باعث آنها شده است (مثلاً آفتاب سوختگی) از بین می روند. برخی دیگر ممکن است در طول زندگی فرد باقی بمانند. به عنوان مثال، افرادی که در دوران کودکی به دلیل کمبود ویتامین D به راشیتیسم مبتلا شده اند، می توانند تا آخر عمر کمان بمانند.

گاهی اوقات یک اثر پس از اصلاح وجود دارد. بنابراین، در پستانداران، فرزندانی که از مادری لاغر به دنیا می آیند، کوچکتر و ضعیفتر از نوزادان عادی هستند. با این حال، اگر عاملی که باعث تغییر در مادر شده از بین برود، این تأثیر به سرعت ناپدید می شود.

به ندرت، تغییرات برای چندین نسل باقی می ماند. این فقط در طی تولیدمثل رویشی یا پارتنوژنتیک مشاهده می شود. تغییرات طولانی مدت در جلبک های تک سلولی و تک یاخته ها شرح داده شده است. به عنوان مثال، مقاومت به غلظت بالای آرسنیک در مژه‌های کفش به مدت 10.5 ماه ادامه داشت و پس از آن به سطح اولیه کاهش یافت. مکانیسم تغییرات طولانی مدت کاملاً مشخص نیست.

چکیده با موضوع:

تغییرپذیری اصلاح

چکیده تکمیل شد

دانش آموز کلاس یازدهم الف

ساگیف الکساندر

تغییرپذیری اصلاح (فنوتیپی).- تغییرات در بدن با تغییر در فنوتیپ به دلیل تأثیر محیط همراه است و در بیشتر موارد ماهیت تطبیقی دارد.

ژنوتیپ تغییر نمی کند. به طور کلی، مفهوم مدرن "اصلاحات تطبیقی" با مفهوم "تغییرپذیری معین" مطابقت دارد که توسط چارلز داروین به علم معرفی شد.

طبقه بندی مشروط تغییرپذیری اصلاح

با توجه به تغییر علائم بدن:

1) تغییرات مورفولوژیکی

2) سازگاری های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی - هموستاز (افزایش سطح گلبول های قرمز خون در کوه ها و غیره)

با توجه به محدوده هنجار واکنش:

1) باریک (معمول تر برای ویژگی های کیفی)

2) گسترده (معمول تر برای صفات کمی)

بر اساس ارزش:

1) تغییرات (مفید برای بدن - به عنوان یک واکنش سازگار با شرایط محیطی ظاهر می شود)

2) مورفوزها (تغییرات غیر ارثی در فنوتیپ تحت تأثیر عوامل محیطی شدید یا تغییراتی که به عنوان بیان جهش های تازه در حال ظهور که ویژگی تطبیقی ندارند رخ می دهد)

3) فنوکپی (تغییرات مختلف غیر ارثی که تظاهرات جهش های مختلف را کپی می کند) - یک نوع مورفوز

بر اساس مدت زمان:

1) تنها یک فرد یا گروهی از افراد وجود دارند که تحت تأثیر محیط قرار گرفته اند (به ارث برده نشده اند)

2) تغییرات طولانی مدت - دو یا سه نسل دوام می آورند

ویژگی های تغییرپذیری اصلاح

1) برگشت پذیری - تغییرات زمانی ناپدید می شوند که شرایط محیطی خاصی که آنها را تحریک کرده است تغییر کند

2) شخصیت گروهی

3) تغییرات در فنوتیپ ارثی نیست، هنجار واکنش ژنوتیپ به ارث می رسد.

4) نظم آماری سری تغییرات

5) بر روی فنوتیپ تأثیر می گذارد، در حالی که بر خود ژنوتیپ تأثیر نمی گذارد

مکانیسم تغییرپذیری اصلاح

1) محیط به عنوان دلیل تغییرات

تحت تاثیر شرایط خاصمحیط، سیر واکنش های آنزیمی (فعالیت آنزیم) تغییر می کند و سنتز آنزیم های تخصصی می تواند رخ دهد که برخی از آنها (MAP کیناز و غیره) بسته به تغییرات محیطی مسئول تنظیم رونویسی ژن هستند. بنابراین، عوامل محیطی قادر به تنظیم بیان ژن هستند، یعنی شدت تولید پروتئین های خاص که عملکرد آنها با عوامل محیطی خاص مطابقت دارد. به عنوان مثال، چهار ژن که بر روی کروموزوم های مختلف قرار دارند، مسئول تولید ملانین هستند. بیشترین تعداد آلل غالب این ژن ها - 8 - در افراد نژاد نگروید یافت می شود. هنگامی که در معرض یک محیط خاص، مانند قرار گرفتن در معرض شدید اشعه ماوراء بنفش، سلول های اپیدرمی از بین می روند، که منجر به آزاد شدن اندوتلین-1 و ایکوزانوئیدها می شود. آنها باعث فعال شدن آنزیم تیروزیناز و بیوسنتز آن می شوند. تیروزیناز به نوبه خود اکسیداسیون اسید آمینه تیروزین را کاتالیز می کند. تشکیل بیشتر ملانین بدون مشارکت آنزیم ها انجام می شود، با این حال، مقدار بیشتری از آنزیم باعث ایجاد رنگدانه شدیدتر می شود.

2) سرعت واکنش

حد تظاهر تغییرپذیری اصلاح یک ارگانیسم با ژنوتیپ بدون تغییر هنجار واکنش است. سرعت واکنش توسط ژنوتیپ تعیین می شود و در افراد مختلف یک گونه متفاوت است. در واقع، سرعت واکنش طیفی از سطوح ممکن بیان ژن است که از بین آن سطح بیانی که برای شرایط محیطی خاص مناسب‌تر است انتخاب می‌شود. سرعت واکنش برای هر گونه محدودیتی دارد - برای مثال، افزایش تغذیه منجر به افزایش وزن حیوان می شود، اما در محدوده سرعت واکنش مشخصه یک گونه یا نژاد خاص خواهد بود. سرعت واکنش ژنتیکی تعیین می شود و به ارث می رسد.

برای تغییرات مختلف، حدود متفاوتی از هنجار واکنش وجود دارد. به عنوان مثال، میزان تولید شیر، بهره وری غلات بسیار متفاوت است (تغییرات کمی)، شدت رنگ حیوانات کمی متفاوت است و غیره (تغییرات کیفی). مطابق با این، سرعت واکنش می تواند گسترده باشد (تغییرات کمی - اندازه برگ های بسیاری از گیاهان، اندازه بدن بسیاری از حشرات، بسته به شرایط تغذیه لارو آنها) و باریک (تغییرات کیفی - رنگ شفیره و بالغ برخی از پروانه ها). با این حال، برخی از صفات کمی با سرعت واکنش باریک (محتوای چربی شیر، تعداد انگشتان پا در خوکچه هندی) مشخص می شوند، در حالی که برخی از صفات کیفی با سرعت واکنش گسترده مشخص می شوند (به عنوان مثال، تغییرات رنگ فصلی در بسیاری از گونه های جانوری شمال. عرض های جغرافیایی).

تجزیه و تحلیل و الگوهای تغییرپذیری اصلاح

1) ردیف تغییرات

نمایش رتبه‌بندی تجلی تغییرپذیری اصلاح - یک سری تغییرات - یک سری از تغییرپذیری تغییر ویژگی یک موجود زنده، که شامل ویژگی‌های فردی تغییرات است که به ترتیب افزایش یا کاهش در بیان کمی ویژگی (اندازه برگ، تغییر) قرار می‌گیرد. در شدت رنگ کت و غیره). یک شاخص واحد از نسبت دو عامل در یک سری تغییرات (به عنوان مثال، طول پوشش و شدت رنگدانه آن) یک نوع نامیده می شود. به عنوان مثال، گندم در حال رشد در یک مزرعه به دلیل شاخص های مختلف خاک و رطوبت در مزرعه، می تواند از نظر تعداد خوشه و خوشه بسیار متفاوت باشد. با جمع آوری تعداد سنبلچه ها در یک سنبله و تعداد گوش ها، می توانید یک سری تغییرات را به صورت آماری دریافت کنید:

سری تغییرات تغییرپذیری اصلاح گندم

2) منحنی تغییرات

نمودار انحراف معیار حاصل از منحنی تغییرات "تغییرپذیری اصلاح گندم"

تغییرپذیری اصلاح در نظریه تکامل

1) داروینیسم

در سال 1859، چارلز داروین اثر خود را در مورد تکامل با عنوان منشاء گونه ها به وسیله انتخاب طبیعی یا حفظ نژادهای مطلوب در مبارزه برای زندگی منتشر کرد. داروین در آن رشد تدریجی موجودات را در نتیجه انتخاب طبیعی نشان داد.

انتخاب طبیعی از مکانیسم زیر تشکیل شده است:

1) ابتدا یک فرد با ویژگی های جدید و کاملا تصادفی ظاهر می شود (که در نتیجه جهش ایجاد شده است)

2) پس بسته به این ویژگی ها قادر به ترک فرزند است یا نمی تواند

3) در نهایت، اگر نتیجه مرحله قبل مثبت باشد، فرزندانی به جا می‌گذارد و فرزندان آن خواص تازه به دست آمده را به ارث می‌برند.

2) تنوع انتخاب طبیعی و تغییر

تغییرپذیری اصلاح ارتباط نزدیکی با انتخاب طبیعی دارد. انتخاب طبیعی چهار جهت دارد که سه جهت آن مستقیماً با هدف بقای موجوداتی با اشکال مختلف تنوع غیر ارثی است. این انتخاب تثبیت کننده، متحرک و مخل است. انتخاب تثبیت کننده با خنثی سازی جهش ها و تشکیل ذخیره ای از این جهش ها مشخص می شود که منجر به توسعه ژنوتیپ با فنوتیپ ثابت می شود. در نتیجه، موجودات با سرعت متوسط واکنش تحت شرایط ثابت وجودی تسلط دارند. به عنوان مثال، گیاهان مولد شکل و اندازه گل را حفظ می کنند که با شکل و اندازه حشره ای که گیاه را گرده افشانی می کند، مطابقت دارد. انتخاب مخرب با کشف ذخایر با جهش های خنثی شده و انتخاب بعدی این جهش ها برای تشکیل ژنوتیپ و فنوتیپ جدید مناسب برای محیط مشخص می شود. در نتیجه، ارگانیسم هایی با سرعت واکنش شدید زنده می مانند. به عنوان مثال، حشرات با بال‌های بزرگ در برابر وزش باد مقاوم‌تر هستند، در حالی که حشرات از همان گونه‌ها با بال‌های ضعیف دور می‌شوند. انتخاب رانندگی با مکانیسمی مشابه با انتخاب مخرب مشخص می شود، اما هدف آن تشکیل یک هنجار واکنش متوسط جدید است. به عنوان مثال، حشرات در برابر مواد شیمیایی مقاومت می کنند.

می دانیم که تغییرپذیری اصلاح یک مورد خاص از تغییرپذیری غیر ارثی است.

تغییرپذیری اصلاح - توانایی موجودات با همان ژنوتیپدر شرایط محیطی مختلف به طور متفاوتی رشد می کنند. در جمعیتی از چنین موجوداتی، معین مجموعه ای از فنوتیپ هابا این حال، موجودات باید باشد هم سن.

اصلاحات - اینها تفاوتهای فنوتیپی غیر ارثی هستند که تحت تأثیر شرایط محیطی در موجودات ژنوتیپ یکسان ایجاد می شوند (کارل ناگلی، 1884).

نمونه های اصلاح به طور گسترده شناخته شده و متعدد است.

مورفولوژی برگها لیوان آبو نوک پیکانبستگی به محیطی دارد، هوا یا زیر آب، آنها توسعه می یابند.

نوک پیکان (Sagittaria ساژیتافولیا) دارای برگ های مختلف است: پیکانی شکل (سطحی)، قلبی شکل (شناور) و نواری شکل (زیر آب). در نتیجه نوک پیکان دارای شکل برگ خاصی نیست که به طور ارثی تعیین شده باشد، اما توانایی تغییر این شکل در حدود معینی بسته به شرایط وجود دارد که ویژگی تطبیقیارگانیسم

اگر قسمت هوایی ساقه سیب زمینیها به صورت مصنوعی نور را خاموش کنغده های آویزان در هوا روی آن رشد می کنند.

در دست و پا کردن , با داشتن سبک زندگی اعماق دریا، قسمت بالایی بدن تیره است، که باعث می شود نزدیک شدن به طعمه نامرئی باشد، و سمت پایین آن روشن است. اما اگر آکواریوم کف شیشه ای داشته باشد و نه از بالا، بلکه از پایین روشن شود، سطح پایین بدن تیره می شود.

خرگوش ارمینی دارای خز سفید روی بدن، به جز انتهای پوزه، پنجه ها، دم و گوش ها. اگر ناحیه ای را مثلاً روی پشت بتراشید و حیوان را در دمای پایین (0-1 درجه سانتیگراد) نگه دارید، در این صورت موهای سیاه روی محل تراشیده شده رشد می کنند. اگر مقداری از موهای سیاه را بکنید و خرگوش را در شرایط دمای بالا قرار دهید، موهای سفید دوباره رشد می کنند.

این به دلیل این واقعیت است که هر قسمت از بدن با سطح گردش خون خاص خود و بر این اساس، درجه حرارت مشخص می شود که بسته به آن رنگدانه سیاه تشکیل شده یا تخریب می شود - ملانین . ژنوتیپ ثابت می ماند.

جایی کهگرم ، جایی که رنگدانه تجزیه می شود →سفید رنگ کت که در آنسرد (مناطق دیستال)، که در آن رنگدانه تجزیه نمی شود →سیاه پشم

ویژگی های مد

S. M. Gershenzon موارد زیر را شرح می دهد خواص اصلاحی :

1. درجه شدت اصلاح متناسب با قدرت و مدت زمان اثر بر بدن عاملی که باعث تغییر می شود. این نظم به طور اساسی تغییرات را از جهش ها، به ویژه تغییرات ژنی، متمایز می کند.

2. در اکثریت قریب به اتفاق موارد، اصلاح است مفید واکنش تطبیقی ارگانیسم به یک یا آن عامل خارجی. این را می توان در مثال اصلاحات فوق در موجودات مختلف مشاهده کرد.

3. فقط آن تغییراتی که توسط تغییرات طبیعی در طبیعت این شرایط ، با کدامیک این گونهقبلاً بارها با آن مواجه شده است. اگر بدن وارد شود غیر معمول , شرایط شدید ، سپس اصلاحاتی وجود دارد که فاقد معنای تطبیقی است - مورفوزها .

اگر روی لارو یا شفیره عمل کنید مگس سرکهپرتوهای اشعه ایکس یا فرابنفش، و همچنین حداکثر دمای قابل تحمل، سپس مگس های در حال رشد انواع مختلفی از مورفوزها (مگس‌ها با بال‌های رو به بالا، با بریدگی‌هایی روی بال‌ها، با بال‌های باز، با بال‌های کوچک، که از نظر فنوتیپی از مگس‌های چندین خط جهش‌یافته مگس سرکه قابل تشخیص نیستند).

4. بر خلاف جهش، تغییرات برگشت پذیر یعنی تغییری که به وجود آمده است به تدریج از بین می رود اگر اثری که باعث آن شده است از بین برود. بنابراین، برنزه شدن فرد زمانی از بین می رود که پوست در معرض تابش قرار نگیرد، حجم عضلات پس از توقف تمرین کاهش می یابد و غیره.

5. بر خلاف جهش، تغییرات ارثی نیستند . این موضع در طول تاریخ بشر به شدت مورد بحث قرار گرفته است. لامارک اعتقاد بر این بود که هرگونه تغییر در بدن می تواند ارثی باشد، در طول زندگی به دست آورد (لامارکیسم). حتی داروین امکان ارث بردن برخی تغییرات اصلاحی را تشخیص داد.

اولین ضربه جدی به ایده وراثت صفات اکتسابی وارد شد الف. وایزمن . او به مدت 22 نسل دم موش های سفید را برید و آنها را با یکدیگر ضربدری کرد. در مجموع 1592 موش مورد بررسی قرار گرفتند و هیچ کوتاهی دم در موش های تازه متولد شده مشاهده نشد. نتایج آزمایش در سال 1913 منتشر شد، اما نیاز خاصی به آن وجود نداشت صدمه عمدی به انسان، ساخته شده به دلایل آیینی یا "زیبایی شناختی" - ختنه، سوراخ کردن گوش، مثله کردن پاها، جمجمه و غیره نیز به ارث نمی رسد.

در اتحاد جماهیر شوروی در دهه 30-50. تئوری های اشتباه گسترده شده اند لیسنکو در مورد وراثت "ویژگی های اکتسابی"، یعنی در واقع اصلاحات. بسیاری از آزمایش‌های انجام‌شده بر روی ارگانیسم‌های مختلف، عدم وراثت‌پذیری تغییرات را نشان داده‌اند، و مطالعاتی از این نوع در حال حاضر تنها علاقه تاریخیدر سال 1956-1970. اف. کریک فرموله به اصطلاح "دگم مرکزی زیست شناسی مولکولی" ، که بر اساس آن انتقال اطلاعات فقط از DNA به پروتئین ها امکان پذیر است، اما در جهت مخالف نیست.

تنوع غیر ارثی (فنوتیپی) با تغییر در ماده ژنتیکی مرتبط نیست. این واکنش بدن به تغییرات خاص در محیط است. مطالعه تأثیر شرایط جدید بر روی یک فرد نشان داد که علائمی مانند نوع متابولیسم، استعداد ابتلا به برخی بیماری‌ها، گروه خونی، الگوهای پوست روی انگشتان دست و موارد دیگر توسط ژنوتیپ تعیین می‌شوند و بیان آنها کمی به عوامل محیطی بستگی دارد. سایر ویژگی ها مانند هوش، وزن، قد و ... دارای دامنه تغییرات گسترده ای هستند و تجلی آنها تا حد زیادی توسط محیط تعیین می شود. آن دسته از تفاوت های بیرونی که توسط محیط ایجاد می شود، اصلاح نامیده می شود. تغییرات با تغییر در ساختارهای ژنتیکی یک فرد مرتبط نیست، بلکه تنها واکنش خاصی از ژنوتیپ به تغییرات خاص در محیط است (دما، محتوای اکسیژن در هوای استنشاقی، تغذیه، تربیت، آموزش و غیره). با این حال، حدود تغییرات این صفت در پاسخ به تأثیرات محیطی توسط ژنوتیپ تعیین می شود. تغییرات خاص ارثی نیستند، آنها در طول زندگی یک فرد شکل می گیرند. ژنوتیپ با سرعت واکنش خاص خود به تغییر در محیط به ارث می رسد. بنابراین مجموعه صفات یک فرد (فنوتیپ آن) نتیجه اجرای اطلاعات ژنتیکی در شرایط محیطی خاص است. فنوتیپ در این فرآیند تشکیل می شود توسعه فردیاز لحظه لقاح شروع می شود. سلامت جسمی، روانی و روانی یک فرد نتیجه تعامل ویژگی های به ارث رسیده از یک فرد با عوامل محیطی است که او را در طول زندگی تحت تاثیر قرار می دهد. نه وراثت و نه محیط انسان تغییر ناپذیر است. این اصل مهم زیربنای درک مدرن از فرآیندهای تنوع و وراثت است. هیچ دو نفر در جهان وجود ندارند، به جز دوقلوهای همسان (که از یک تخمک بارور شده رشد می کنند) که دارای مجموعه ای از ژن ها باشند. همچنین نمی توان دو نفر را پیدا کرد که زندگی خود را در شرایط یکسان سپری کرده باشند. وراثت و محیط با یکدیگر مخالف نیستند: آنها یکی هستند و بدون دیگری قابل تصور نیستند.

تغییرپذیری اصلاح

در میان انواع مختلفتغییرپذیری که در بالا مورد بحث قرار گرفت، تغییرپذیری غیر ارثی، که تغییرپذیری اصلاحی نیز نامیده می‌شود، مشخص شد. الگوهای کلی تنوع بسیار بدتر از قوانین وراثت شناخته شده است.

تنوع اصلاحی تفاوت های فنوتیپی در افراد ژنتیکی یکسان است.

تأثیرات خارجی می تواند باعث ایجاد تغییراتی در یک فرد یا گروهی از افراد شود که برای آنها مضر، بی تفاوت یا مفید باشد. سازگار.

همانطور که می دانید، نظریه تکاملی که توسط J.B. لامارک (1744-1829)، بر اساس فرضیه اشتباه وراثت تغییرات به دست آمده در طول زندگی، یعنی. در مورد وراثت اصلاح به خودی خود نمایندگی ج.ب. لامارک در مورد تکامل اشکال ارگانیک بدون شک برای زمان خود مترقی بود، اما توضیح او از مکانیسم پیشرفت تکاملی نادرست بود و منعکس کننده یک سوء تفاهم رایج در زیست شناسان قرن هجدهم بود.

داروین (1809-1882) در "منشاء گونه ها ..." تغییرپذیری را به مسلم - قطعیو نامعین. این طبقه بندی به طور کلی با تقسیم فعلی تنوع به غیر ارثی و ارثی مطابقت دارد.

یکی از اولین محققینی که تغییرات اصلاحی را مورد مطالعه قرار داد، K. Naegeli (1865) بود، که گزارش داد اگر اشکال آلپی از گیاهان، مانند نوک عقاب، به خاک غنی باغ گیاه شناسی مونیخ منتقل شوند، آنگاه افزایش قدرت نشان می دهند. گلدهی فراوانو برخی از گیاهان غیرقابل تشخیص تغییر می کنند. اگر دوباره فرم ها به فقرا منتقل شود خاک های سنگی، سپس به شکل اولیه خود باز می گردند. علیرغم نتایج به دست آمده، K. Naegeli از حامیان وراثت اموال به دست آمده باقی ماند.

برای اولین بار، یک رویکرد کمی دقیق برای مطالعه تغییرپذیری اصلاح از نقطه نظر ژنتیک توسط V. Johansen استفاده شد. او به بررسی وراثت وزن و اندازه دانه های لوبیا پرداخت، صفاتی که تا حد زیادی تحت تأثیر عوامل ژنتیکی و شرایط رشد گیاه تغییر می کند.

A. Weisman (1833-1914) مخالف سرسخت وراثت خواص به دست آمده در انتوژنز بود. او با دفاع مداوم از اصل داروینی انتخاب طبیعی به عنوان نیروی محرکه تکامل، پیشنهاد جداسازی مفاهیم را داد. جسم زاو تغییرات بلاستوژنیک، یعنی تغییرات در خواص سلول ها و اندام های جسمی از یک سو و تغییر در خواص سلول های مولد از سوی دیگر. A. Weisman به عدم امکان وجود مکانیزمی اشاره کرد که تغییرات در سلول های جسمی را به جنسیت منتقل کند به گونه ای که در نسل بعدی موجودات به اندازه کافی به تغییراتی که والدین در طول انتوژنز متحمل شدند تغییر کنند.

آ. وایزمن برای نشان دادن این وضعیت، آزمایش زیر را انجام داد که عدم ارث بودن صفات اکتسابی را ثابت کرد. او به مدت 22 نسل دم موش های سفید را برید و آنها را با یکدیگر ضربدری کرد. او در مجموع 1592 نفر را مورد بررسی قرار داد و هرگز کوتاهی دم موش های تازه متولد شده را پیدا نکرد.

انواع تغییرپذیری اصلاح

تمیز دادن سن، فصلیو اصلاحات محیطیآنها فقط به تغییر درجه بیان صفت می رسند. نقض ساختار ژنوتیپ با آنها اتفاق نمی افتد. لازم به ذکر است که نمی توان مرز مشخصی بین تغییرات سنی، فصلی و اکولوژیکی ترسیم کرد.

سن اصلاحات یا انتوژنتیک به عنوان تغییر مداوم شخصیت ها در روند رشد یک فرد بیان می شود. این امر به وضوح با رویش زایی دوزیستان (قورباغه ها، زیرسالان، بالغین)، حشرات (لارو، شفیره، بالغین) و سایر حیوانات و همچنین گیاهان نشان داده می شود. در انسان، در فرآیند رشد، تغییراتی در علائم مورفوفیزیولوژیکی و ذهنی مشاهده می شود. به عنوان مثال، یک کودک نمی تواند از نظر جسمی و فکری به درستی رشد کند اگر اوایل کودکیتحت تأثیر عوامل خارجی عادی، از جمله اجتماعی، قرار نخواهد گرفت. به عنوان مثال، اقامت طولانی کودک در یک محیط آسیب دیده اجتماعی می تواند باعث نقص غیرقابل جبران در هوش او شود.

تنوع آنتوژنتیک، مانند خود انتوژنی، توسط ژنوتیپ تعیین می شود، جایی که برنامه توسعه فرد کدگذاری می شود. با این حال، ویژگی های تشکیل فنوتیپ در انتوژن به دلیل تعامل ژنوتیپ و محیط است. تحت تأثیر عوامل خارجی غیرمعمول، ممکن است انحراف در تشکیل یک فنوتیپ طبیعی رخ دهد.

اصلاحات فصلی ، افراد یا کل جمعیت ها به شکل یک تغییر ژنتیکی تعیین شده در صفات ظاهر می شوند (به عنوان مثال، تغییر در رنگ کت، ظاهر یک پر در حیوانات)، که در نتیجه تغییرات فصلی در شرایط آب و هوایی رخ می دهد [Kaminskaya E.A. ].

نمونه بارز چنین تنوعی آزمایش با خرگوش ارمینی است. در خرگوش ارمنی، قسمت خاصی از پشت را طاس تراشیده می‌شود (پشت خرگوش ارمنی معمولاً با پشم سفید پوشانده می‌شود) و سپس خرگوش را در سرما قرار می‌دهند. معلوم می شود که در این مورد، یک موی تیره رنگ بر روی یک نقطه لخت، در معرض دمای پایین، و در نتیجه، در پشت ظاهر می شود - نقطه تاریک. واضح است که رشد یک یا آن نشانه خرگوش متعلق به اوست فنوتیپدر این مورد، رنگ آمیزی ارمینه نه تنها به ژنوتیپ آن، بلکه به کل مجموعه شرایطی که در آن این رشد رخ می دهد بستگی دارد.

زیست شناس شوروی ایلین نشان داد که دمای محیط دارد ارزش بیشتردر ایجاد رنگدانه در خرگوش ارمینی، و هر ناحیه از بدن آستانه دمایی خاص خود را دارد که بالای آن موهای سفید و زیر آن سیاه می‌روند (شکل 1).

شکل 1. نقشه آستانه های دمایی رنگدانه پشم در خرگوش ارمینی (از Ilyin مطابق با S.M. Gershenzon، 1983)

تغییرات فصلی را می توان به گروه نسبت داد اصلاحات محیطی. دومی تغییرات تطبیقی در فنوتیپ در پاسخ به تغییرات شرایط محیطی است. تغییرات اکولوژیکی به طور فنوتیپی در تغییر در میزان بیان یک صفت آشکار می شود. آنها می توانند در اوایل رشد ظاهر شوند و در طول زندگی باقی بمانند. به عنوان مثال، اشکال مختلف برگ نوک پیکان، به دلیل تأثیر محیط است: سطح فلش شکل، شناور گسترده، نواری شکل در زیر آب.

گیاه نوک پیکانی که سه نوع برگ تولید می کند: زیر آب، شناور و بالای آب. عکس: اودو اشمیت

اصلاحات محیطیتأثیر کمی (تعداد گلبرگ در گل، نسل در حیوانات، وزن حیوانات، ارتفاع گیاه، اندازه برگ و غیره) و کیفی (رنگ گل در گیاه ریه، رتبه جنگلی، گل پامچال، رنگ پوست انسان تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش، و غیره). بنابراین، به عنوان مثال، لواکوفسکی، زمانی که یک شاخه توت سیاه را در آب رشد داد تا زمانی که شکوفا شود، تغییرات قابل توجهی در ساختار آناتومیک بافت آن پیدا کرد. در آزمایشی مشابه، کنستانتین تفاوت‌های فنوتیپی را در ساختار سطحی و قسمت‌های زیر آب برگ در گیاه گلدان نشان داد.

برنج. برگ های آب رنوکولوس و قورباغه :) عکس: Radio Tonreg

در سال 1895، گیاه شناس فرانسوی G. Bonnier آزمایشی را انجام داد که تبدیل شد نمونه کلاسیکاصلاح زیست محیطی او یک گیاه قاصدک را به دو قسمت تقسیم کرد و در شرایط مختلف پرورش داد: در دشت و بلند در کوه. گیاه اول به ارتفاع طبیعی رسید و دومی معلوم شد کوتوله است. چنین تغییراتی در حیوانات نیز رخ می دهد. به عنوان مثال، R. Wolterk در سال 1909 تغییراتی را در ارتفاع کلاه ایمنی در دافنیا بسته به شرایط تغذیه مشاهده کرد.

اصلاحات زیست محیطی، به عنوان یک قاعده، با تغییر نسل ها توسط آنها برگشت پذیر است، مشروط بر اینکه تغییرات در محیط خارجی بتواند خود را نشان دهد. به عنوان مثال، فرزندان گیاهان کم رشد در خاک هایی که به خوبی بارور شده اند دارای ارتفاع طبیعی خواهند بود. تعداد معینی گلبرگ در گل یک گیاه ممکن است در فرزندان تکرار نشود. فردی با پاهای کج به دلیل راشیتیسم، فرزندان کاملاً طبیعی دارد. اگر شرایط طی چند نسل تغییر نکند، درجه بیان این صفت در فرزندان حفظ شود، اغلب با یک صفت ارثی پایدار (اصلاحات طولانی مدت) اشتباه می شود.

با عمل شدید بسیاری از عوامل، تغییرات غیرقابل ارثی، تصادفی (در تظاهرات آنها) در رابطه با اثر مشاهده می شود. چنین تغییراتی نامیده می شود مورفوزها. اغلب آنها شبیه تظاهرات فنوتیپی جهش های شناخته شده هستند. سپس آنها نامیده می شوند فنوکپی هااین جهش ها در اواخر دهه 30 - اوایل دهه 40، I.A. راپوپورت اثرات بسیاری از ترکیبات شیمیایی بر روی مگس سرکه را بررسی کرد و نشان داد که برای مثال ترکیبات آنتیموان قهوه ای هستند (چشم قهوه ای). اسید آرسنیک و برخی ترکیبات دیگر - تغییر در بال ها، رنگدانه بدن. ترکیبات بور - بی چشمی (بی چشمی)، آریستوپردیا (تبدیل آریستا به پا)، ترکیبات نقره - زرد (جسم زرد) و غیره. در همان زمان، برخی از مورفوزها، زمانی که در معرض مرحله خاصی از رشد قرار گرفتند، القا شدند فرکانس بالا(تا 100٪).

ویژگی های تغییرپذیری اصلاح:

1. تغییرات تطبیقی (مثال، نوک پیکان).

2. شخصیت تطبیقی. این بدان معنی است که در پاسخ به شرایط محیطی در حال تغییر، یک فرد چنین تغییرات فنوتیپی را نشان می دهد که به بقای آنها کمک می کند. به عنوان مثال می توان به تغییر رطوبت در برگ های گیاهان در مناطق خشک و مرطوب، رنگ آفتاب پرست، شکل برگ در نوک پیکان، بسته به شرایط محیطی اشاره کرد.

3. برگشت پذیری در یک نسل، یعنی. با تغییر شرایط خارجیدر بزرگسالان، میزان بیان برخی از علائم تغییر می کند. مثلادر گاو، بسته به شرایط نگهداری، تولید شیر و محتوای چربی شیر ممکن است نوسان داشته باشد، در مرغ - تولید تخم مرغ).

4. اصلاحات کافی هستند، یعنی. درجه تظاهر علامت مستقیماً به نوع و مدت اثر یک عامل خاص بستگی دارد. بنابراین، بهبود نگهداری دام به افزایش وزن زنده حیوانات، باروری، تولید شیر و محتوای چربی شیر کمک می کند. در خاک های بارور شده در شرایط اقلیمی بهینه، عملکرد محصولات غلات افزایش می یابد و غیره.

5. شخصیت توده ای. جرم به این دلیل است که همین عامل باعث ایجاد تغییرات تقریباً یکسانی در افراد مشابه ژنوتیپی می شود.

6. تغییرات طولانی مدت. آنها اولین بار در سال 1913 توسط هموطن ما V. Iollos توصیف شدند. او با تحریک مژک‌های کفش‌ها، تعدادی ویژگی مورفولوژیکی در آنها ایجاد کرد که تا زمانی که تولیدمثل غیرجنسی بود، برای تعداد زیادی از نسل‌ها ادامه داشت. هنگامی که شرایط توسعه تغییر می کند، تغییرات طولانی مدت به ارث نمی رسد. بنابراین، این عقیده اشتباه است که با تربیت و تأثیر بیرونی می توان صفت جدیدی را در نسل اصلاح کرد. به عنوان مثال، فرض بر این بود که از حیواناتی که به خوبی آموزش دیده اند، فرزندان با داده های «عملی» بهتری نسبت به حیوانات تربیت نشده به دست می آیند. فرزندان حیوانات تربیت شده در واقع آسان تر برای آموزش هستند، اما این با این واقعیت توضیح داده می شود که به دلیل نوع ارثی فعالیت عصبی، مهارت های کسب شده توسط والدین را به ارث نمی برند، بلکه توانایی آموزش را به ارث می برند.

7. سرعت واکنش ها (حد اصلاح). این سرعت واکنش است، و نه خود تغییرات، که به ارث می رسد، یعنی. توانایی ایجاد یک یا ویژگی دیگر ارثی است و شکل تجلی آن به شرایط محیط خارجی بستگی دارد. سرعت واکنش یک کمی خاص و ویژگی های کیفیژنوتیپ، یعنی ترکیب خاصی از ژن ها در ژنوتیپ و ماهیت برهمکنش آنها.

جدول. ویژگی های مقایسه ای تنوع ارثی و غیر ارثی

ویژگی	غیر ارثی (اصلاحات تطبیقی)	ارثی
موضوع تغییر	فنوتیپ در محدوده واکنش	ژنوتیپ
عامل وقوع	تغییرات در شرایط محیطی	نوترکیبی ژن به دلیل همجوشی گامت، عبور از آن، جهش
وراثت اموال	ارثی نیست	به ارث برده
ارزش ها برای یک فرد	نشاط، سازگاری با شرایط محیطی را افزایش می دهد	تغییرات مفید منجر به بقا، مضر - به مرگ ارگانیسم می شود.
مشاهده ارزش	بقا را ترویج می کند	منجر به ظهور جمعیت های جدید، گونه ها در نتیجه واگرایی می شود
نقش در تکامل	سازگاری موجودات زنده با شرایط محیطی	مواد برای انتخاب طبیعی
شکل تغییرپذیری	گروه	شخصی
منظم بودن	نظم آماری سری تغییرات	قانون سری همولوگ تنوع ارثی

نمونه هایی از تغییرپذیری اصلاح

در یک فرد:

افزایش سطح گلبول های قرمز خون هنگام بالا رفتن از کوه

افزایش رنگدانه پوست با قرار گرفتن در معرض شدید اشعه ماوراء بنفش.

توسعه سیستم اسکلتی عضلانی در نتیجه تمرین

اسکار (نمونه ای از مورفوز).

در حشرات و سایر حیوانات:

تغییر رنگ در سوسک سیب زمینی کلرادوبه واسطه نفوذ پایدارروی شفیره های آنها با دمای بالا یا پایین.

تغییر رنگ پوشش در برخی از پستانداران هنگام تغییر شرایط آب و هوایی (مثلاً در خرگوش).

رنگ های مختلف پروانه های پورگی (به عنوان مثال، Araschnia levana) که در دماهای مختلف رشد می کنند.

در گیاهان:

ساختار متفاوت برگ‌های زیر آب و سطحی گلاب، نوک پیکان و غیره.

توسعه اشکال کم اندازه از بذر گیاهان دشتی که در کوهستان رشد می کنند.

در باکتری ها:

کار ژن های اپرون لاکتوز اشرشیاکلی (در صورت عدم وجود گلوکز و در حضور لاکتوز، آنزیم هایی را برای پردازش این کربوهیدرات سنتز می کنند).