Інформація про новину
  • Переглядів: 2233
  • Автор: admin
  • Дата: 9-03-2018, 23:34
9-03-2018, 23:34

Zmienność

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Biologia

Zmienność bywa dziedziczna i niedziedziczna

W przyrodzie nie spotyka się dwóch absolutnie jednakowych organizmów. Przyczyną tego jest zmienność, czyli zdolność organizmu do nabywania nowych cech. Zmienność - to obowiązkowa charakterystyka indywidualnego rozwoju organizmu. Odmienności, które powstają między organizmami, zależą od unikalnej kombinacji zewnętrznych i wewnętrznych czynników, które działają na organizmy. Takie czynniki otaczającego środowiska jak temperatura, dieta, ilość światła słonecznego mogą znacznie wpływać na budowę organizmu. One określają niedziedziczną, albo modyfikacyjną, zmienność. Nawet genetycznie identyczne organizmy, na przykład bliźnięta jednojajo-we, mają określone różnice w masie, rozwoju mięśni, wzroście. Z dwóch bliźniąt, które wykonują ćwiczenia fizyczne, wyższego wzrostu będzie ten, kto codziennie podciąga się na drążku, a nie ten, który codziennie podnosi sztangę. Zabarwienie piór u flamingów zależy od ich racji żywieniowej. W przyrodzie flamingi odżywiają się planktonowymi skorupiakami, które zawierają czerwony pigment luteinę, dlatego ich pióra zabarwione są na czerwono lub różowo. W zoo te ptaki mogą być karmione pokarmem bez luteiny, z powodu czego ich pióra jaśnieją. Jednak to wcale nie jest chorobą.

Należy zaznaczyć, że wiele ilościowych cech (czyli takich, które można wymierzyć) jak na przykład wzrost, wielkość części ciała lub masa, mogą się różnić. Jeśli zbudujemy wykres rozkładu znaczeń cechy u osobników jednej populacji, to zobaczymy, że taki rozkład ma kształt dzwonu (ryc. 36.1). Otrzymany wykres nazywa się krzywą zmienności. Możesz samodzielnie otrzymać podobny rozkład, zmierzywszy na przykład wzrost wszystkich uczniów jednego wieku w szkole i zbudowawszy wykres. Przy tym cechy nabywają znaczeń w granicach określonego odstępu, który nazywa się normą reakcji. Norma reakcji dla różnych cech ma różną szerokość. Zobaczymy również, że u większości osobników cecha nabywa znaczeń wokół jakiejś średniej wartości.

Zmienność modyfikacyjna ma adaptacyjny, masowy i ukierunkowany charakter

Zmienność modyfikacyjna zapewnia przystosowanie organizmów do zmiennych warunków otaczającego środowiska. Takie zmiany niedziedziczne nazywają się zmianami adaptacyjnymi. Tak więc rośliny jednego gatunku w warunkach wysokogórskich są często niższe niż rośliny przedwzgórza. Pozwala to tym pierwszym opierać się nocnym mrozom w górach. Jeszcze jednym dobitnym przykładem zmian adaptacyjnych jest strzałka wodna. Ta roślina rośnie przeważnie w wodach stojących. W zależności od stopnia zanurzenia w wodzie rośliny tworzą liście różnego kształtu: podwodne, nawodne i nadwodne. Każdy rodzaj liścia jest najbardziej przystosowany do funkcjonowania w określonym środowisku:

cienkie podwodne liście są lekko obciekane wodą, jajowate pływające liści nie toną, a nadwodne (duże i pod względemsi kształtu podobne do strzały) - efektywnie fotosyntetyzują (ryc. 36.2).

Dobitnym przykładem adaptacyjnej zmienności u człowieka jest pojawienie się opalenizny dla przystosowania do intensywnego działania promieni na skórę. Innym przykładem jest wzrost liczby erytrocytów we krwi w warunkach górskiej miejscowości. Ono powstaje w celu ulepszenia efektywności przeniesienia tlenu, którego w górskim powietrzu jest za mało.



Zmienność modyfikacyjna ma masowy i ukierunkowany charakter, czyli wszystkie organizmy tego gatunku w jednakowych warunkach ulegają jednakowym modyfikacjom. Tak więc u wszystkich roślin strzałki wodnej będzie zmieniał się kształt liści pod wodą i nad wodą, a u wszystkich ludzi, którzy trafili do miejscowości wysokogórskich, będzie zwiększała się zawartość erytrocytów we krwi.

Masowość niedziedzicznej zmienności jest uwarunkowana mechanizmem jej powstania. Pod wpływem środowiska informacja genetyczna, zapisana w DNA, realizuje się różnymi sposobami, warunkując zmienność. Czyli geny są te same, a fenotyp będzie się różnił. Na przykład obydwaj jasnoskórzy bracia mają geny enzymów syntezy ciemnego barwnika skóry - melaniny. Lecz jeśli tylko jeden z nich pojedzie nad morze opalać się, to tylko u niego enzymy syntezy aktywizują się pod wpływem promieniowania słonecznego i melanina będzie się intensywnie tworzyła. W wyniku tego, wróciwszy do domu, jeden brat będzie opalony, a drugi pozostanie taki jasnoskóry, jaki był. Ponieważ geny enzymów syntezy melaniny są u wszystkich ludzi (oprócz albinosów), to intensywne opalanie się będzie działało na wszystkich jasnoskórych ludzi tak samo, jak i na tego brata, który odpoczywał nad morzem: skóra pociemnieje wskutek aktywizacji w niej syntezy melaniny.

Wiele zmian modyfikacyjnych jest wstecznych. Jeśli człowiek będzie wracał z wysokogórskiej miejscowości do doliny, to ilość erytrocytów w jego krwi znów się zmniejszy. Lecz niektóre zmiany, zwłaszcza nabyte we wczesnym wieku, są nieodwracalne. Takim przykładem jest wykrzywienie kręgosłupa nabyte w szkolnym wieku wskutek noszenia plecaka na jednym ramieniu. Ta nabyta cecha pozostaje u człowieka na zawsze (jeśli nie podda się skomplikowanej operacji chirurgicznej), nawet jeśli ten człowiek już do końca życia będzie nosił plecak na obu ramionach.

Często stopień nabytej zmiany zależy od intensywności i trwałości działania czynnika: im dłużej będziemy nosić plecak i im cięższy on będzie, tym większy będzie stopień wykrzywienia kręgosłupa. To samo jest z opalenizną: jasnoskórzy mieszkańcy południa do końca lata są bardziej opaleni niż jasnoskórzy mieszkańcy północy.

Na zakończenie zauważmy, że modyfikacyjna zmienność jest niedziedziczna i nabyte cechy nie mogą być przekazane następnym pokoleniom. August Weismann, który to udowodnił, w kilku pokoleniach z rzędu odcinał myszom ogony i pozwalał tym myszom krzyżować się między sobą. Lecz wszystkie nowonarodzone myszy miały ogony, nie zważając na nabytą bezogonowość. Tak więc przy dziedziczeniu zmienności modyfikacyjnej potomkom przekazuje się nie konkretny stan cechy (jasna skóra), lecz norma reakcji (w jakim stopniu ciemna lub jasna może być skóra jasnoskó-rego człowieka).


 

Zmienność kombinacyjna uwarunkowana jest „mieszaniem się” genów rodzicielskich

Inne rodzaje zmienności wyznaczane są genami organizmu i przekazywane potomkom dziedzicznie. Taka zmienność nazywa się zmiennością dziedziczną. Są dwa rodzaje zmienności dziedzicznej - kombinacyjna i mutacyjna.

Zmienność kombinacyjna uwarunkowana jest kształtowaniem się nowych kombinacji genów w procesie rozmnażania płciowego. Przy tym nowe allele nie powstają, a u potomków kształtują się nowe kombinacje alleli rodzicielskich.

Właśnie ze zmiennością kombinacyjną związane jest rozszczepienie przy dziedziczeniu mendlowskim, odmienności w wyglądzie zewnętrznym sióstr i braci, różnorodne zabarwienie kociąt białej kotki i ciemnego kota (ryc. 36.3). Kształtowanie się nowych kombinacji alleli zachodzi na różnych etapach rozmnażania płciowego.

1. Crossing-over warunkuje przebudowywanie chromosomów z przemieszczeniem się alleli. W wyniku tego na każdym chromosomie kształtuje się nowy, nie istniejący jeszcze w przyrodzie zespół alleli genów.

2. Niezależne rozchodzenie się chromosomów w mejozie prowadzi do kształtowania różnych kombinacji chromosomów w gametach (ryc. 36.4, 32.2). Do gamety może trafić jeden chromosom z pary. Dlatego organizm z dwoma chromosomami w zestawie haploidalnym może produkować cztery typy gamet tylko dlatego, że odbyło się niezależne rozchodzenie się chromosomów. Człowiek ma 23 chromosomy w zestawie haploidalnym, więc ilość możliwych kombinacji stanowi 223 (a to jest 8 388 608). Przy tym każdy chromosom niesie swoje allele, które mogą różnić się od alleli chromosomu homologicznego!

3. Przypadkowe jest spotkanie się gamet podczas zapłodnienia. Jeśli każdy z rodziców produkuje 223 gamet w wyniku niezależnego rozchodzenia się chromosomów, to uwzględniając spotkanie się gamet otrzymamy 223 x 223 = 246 możliwych kombinacji chromosomów u potomków. Ajeśli uwzględnimy crossing-over, to ilość kombinacji będzie prawie bezgraniczna.


 

Zastanów się

Wybierz jedną poprawną odpowiedź

1

Liście strzałki wodnej, które wyrosły pod wodą, zmieniają swój kształt, aby A nie łamał je prąd wody

В zmniejszyć powierzchnię liścia dla ulepszenia efektywności fotosyntezy C nie tonąć

D być mniej zauważalnymi dla roślinożernych ryb E zajmować mniej miejsca w zbiorniku wodnym

2

Przykładem zmienności modyfikacyjnej jest

A urodzenie się dziecka o błękitnych oczach w rodzinie, której rodzice mają piwne oczy В jednakowa długość skrzydeł u muszki owocowej, kiedy larwy rozwijają się w różnych temperaturach

C różny kolor włosów u dzieci jednej pary rodziców D zmiana zabarwienia futra zająca bielaka na zimę

Є żółty kolor nasion grochu u potomków od krzyżowania grochu o żółtych nasionach z grochem, który ma zielone nasiona

3

I Norma reakcji na rycinie 36.1 stanowi A od Odo 1000 cm В 140 cm C około 170 cm

D od 140-195 cm E 195 cm

4

Jeżeli u strzałki wodnej w kilku pokoleniach z rzędu będziemy ścinali liście znajdujące się nad powierzchnią wody i pozwalali roślinom krzyżować się bez nich, to u potomków A znikną liście znajdujące się nad powierzchnią wody В znikną liście podwodne C znikną liście nawodne

D wszystkie rodzaje liści będą rozwijały się jak dotychczas E potomków nie będzie

5

W zapłodnionej komórce jajowej muszki owocowej, która ma 8 chromosomów w zespole diploidalnym, możliwych kombinacji chromosomów jest (bez uwzględnienia crossing-overu) A 8 В 16 C 64 D 256 E 65 536

Sformułuj odpowiedź w postaci kilku zdań

6

Czy można zastosować pojęcie normy reakcji i średniej wartości dla niektórych nie ilościowych cech, które ulegają zmienności modyfikacyjnej: kształtu liści strzałki wodnej, zabarwienia futra u zająca bielaka? Jaki kształt dla takich cech będzie miała krzywa zmienności?

7

Dlaczego człowiek o jasnej skórze, nawet mieszkając przez cały rok na południu, nigdy nie będzie taki ciemny, żeby go nie można było odróżnić od człowieka o ciemnej skórze?

8

Dlaczego zmienność kombinacyjna, w odróżnieniu od modyfikacyjnej, nie ma masowego i ukierunkowanego charakteru?

9

Co jest przyczyną odmienności w wyglądzie zewnętrznym między bratem a siostrą, nie patrząc na ten sam zespół genetyczny u rodziców?

10

Dlaczego bezogonowe myszy w doświadczeniu Weismanna rodziły myszy z ogonami, a nie bez ogonów?

Znajdź odpowiedź i postaraj się zrozumieć istotę problemu

11

Dla jakich cech charakterystyczna jest szeroka norma reakcji, a dla jakich - wąska i dlaczego?

12

Dlaczego norma reakcji zawsze ma granice i żaden organizm nie posiada tak szerokiej normy reakcji, aby wytrzymać wszystkie możliwe wpływy środowiska?

Dowiedz się samodzielnie i opowiedz innym

13

Niektóre nabyte modyfikacje mogą przejawiać się nawet w kilku następnych pokoleniach. Przy tym informacja dziedziczna nie zmienia się. Jak osiąga się takie „dziedziczenie” w różnych grupach organizmów?

14

Przy jakich warunkach bardziej rozpowszechnione będą organizmy z szeroką normą reakcji, a przy jakich - z wąską? Dlaczego żadna grupa nie stała się na Ziemi grupą panującą?

 

Źródło: Biologia podręcznika dla klasy 9 Szałamow

 






^