Біологія. Повторне видання. 9 клас. Соболь

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Vita varia est (Життя мінливе)

Латинське прислів’я

§ 39. Мінливість. Модифікаційна мінливість

Основні поняття й ключові терміни: МІНЛИВІСТЬ. МОДИФІКАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ.

Пригадайте! Що таке генотип і фенотип?

Поміркуйте!

«Зима була вже над носом, і Японець Малі виставив клітку кішки на двір, захистивши її лише від дощу та вітру. Він почав годувати кішку досхочу макухою та риб’ячими головами. Клітка утримувалася в чистоті, і так як природа, відгукуючись на холодну погоду і маслянисту їжу, робила котячу шубку з кожним днем все розкішнішою і блискучішою, до середини зими захолусна кішка перетворилася на кішку рідкісної краси, з чудовою, пухнастою шерстю, розмальованою прекрасними смугами...» (Е.Сетон-Томпсон. Королівська Аналостанка). Про яку властивість живого йдеться?

ЗМІСТ

Які є форми мінливості?

МІНЛИВІСТЬ - здатність організмів набувати нових ознак, які зумовлюють відмінності між особинами в межах виду. Мінливість як властивість живого протилежна спадковості. Причинами мінливості є зміни структури чи діяльності генетичного апарату та вплив умов середовища. Залежно від природи мінливості розрізняють дві основні її форми: спадкову і неспадкову. Перша з них пов'язана зі зміною генотипу, друга - фенотипу. Межа між формами мінливості є умовною, оскільки фенотип визначається взаємодією генотипу із середовищем (табл. 10).

Таблиця 10. Форми мінливості

Неспадкова, або фенотипова

(виникає без змін генотипу і не зберігається в разі статевого розмноження)

Спадкова, або генотипова

(пов’язана зі зміною генотипу і тому зберігається в поколіннях)

Модифікаційна

(фенотип змінюється під впливом певних умов існування організмів)

Мутаційна

(змінюється генотип унаслідок мутацій)

Комбінаційна

(генотип змінюється внаслідок утворення нових комбінацій генів)

Спадкова і неспадкова мінливість забезпечують усю різноманітність морфологічних, фізіологічних та етологічних особливостей організмів. Роль форм мінливості в еволюції органічного світу різна. Із спадковою мінливістю пов’язана поява нових ознак та їх комбінування в організмів, а неспадкова - забезпечує пристосування організмів до умов середовища, що змінюються.

Отже, мінливість пов’язана зі змінами генотипу й фенотипу, тому виокремлюють спадкову й неспадкову її форми.

Які властивості модифікаційної мінливості?

МОДИФІКАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ - це форма неспадкової мінливості, яка пов’язана зі змінами фенотипу внаслідок впливу умов існування. Модифікаційна мінливість трапляється в усіх організмів незалежно від видової належності. Порівняння квіткових рослин одного виду, які зростають в різних умовах (у затінку, на сонячних місцях, за підвищеної вологості, в горах чи на рівнинах), дає змогу помітити відмінності у розмірах й формі листків, кількості квіток, масі плодів тощо. У тварин модифікації проявляються зміною забарвлення, розмірів, маси тіла, жировими запасами на несприятливий період життя тощо.

Модифікаційні зміни ознак не успадковуються, але їхній діапазон мінливості є спадковим і визначається генотипом. Виникнення модифікацій є результатом зміни діяльності генів у різних умовах середовища. Цим, зокрема, пояснюється поліпшення шерсті королівської аналостанки та зміна забарвлення шерсті гімалайського кролика (іл. 106).

Іл. 106. Зміна забарвлення шерсті гімалайського кролика під дією температури

Загальними властивостями модифікаційної мінливості є:

  • тимчасовість (наприклад, засмага людини повністю зникає взимку);
  • масовість (певний вплив зумовлює появу подібних змін в особин виду: наприклад, в устриць, які живуть у тихій воді, черепашка широка й округла, а в устриць із зони припливу черепашки вузькі й довгі);
  • спрямованість (наприклад, заміна шерсті ссавців на густішу зумовлена впливом низьких температур, а не дією освітлення);
  • визначеність (один і той самий вплив чинника спричиняє подібні зміни в усіх особин виду; наприклад, у зайців зимове хутро світлішає);
  • пристосувальний характер (наприклад, зі збільшенням висоти над рівнем моря кількість еритроцитів у крові людини збільшується).

Іл. 107. Стрілиця звичайна з надводними, плаваючими й підводними листками

Отже, модифікаційна мінливість відіграє виняткову роль у житті організмів, забезпечуючи зазвичай їхню пристосованість до мінливих умов середовища.

Як досліджують модифікаційну мінливість?

Для дослідження закономірностей модифікаційної мінливості формують вибірку - певну сукупність об’єктів чи ознак для спостережень. Для достовірності результатів вибірка має містити дані не менш ніж 25 спостережень. На підставі даних вибірки будують варіаційний ряд - послідовність чисельних показників проявів певної ознаки, розташованих у порядку зростання чи спадання. Особливості варіаційного ряду можна зобразити у вигляді варіаційної кривої. Це графічне вираження кількісних показників мінливості певної ознаки (іл. 108). Для характеристики мінливості ознаки вираховують її середнє значення (М) за формулою: М = Σ (v • p) / n, де М - середнє значення ознаки; v - варіанта ознаки; p - частота зустрічальності варіанти; n - загальна кількість варіант.

Іл. 108. Варіаційний ряд і варіаційна крива за ознакою розміру насіння гарбуза

Під час дослідження ознак найчастіше виявляються такі статистичні закономірності.

• Різні ознаки мають різний розмах норми реакції. Норма реакції - межі модифікаційної мінливості ознаки, які визначаються генотипом. Межі норми реакції зумовлені генотипом, але прояв ознаки в межах норми реакції змінюється під впливом умов середовища.

• Будь-яка ознака може змінюватись лише в певних межах. Гени визначають не готові прояви ознак, а норму реакції ознаки.

• Більшість організмів мають варіанти, близькі до середнього значення. Це пояснюється тим, що поєднання лише сприятливих чи несприятливих умов трапляється рідко.

• На розмах модифікаційної мінливості впливають зовнішні та внутрішні умови. Чим однорідніші зовнішні умови розвитку даних особин, тим меншою мірою проявляється модифікаційна мінливість.

Отже, закономірності модифікаційної мінливості є статистичними, тому що проявляються під час дослідження багатьох варіант тієї чи іншої ознаки.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Лабораторне дослідження мінливості у рослин і тварин

Мета: формуємо дослідницькі уміння визначати закономірності модифікаційної мінливості, будувати варіаційний ряд та варіаційну криву.

Обладнання й матеріали: черепашки молюсків-серцевидок, боби квасолі, насіння гарбуза тощо.

Хід роботи

1. Оберіть ознаку для дослідження і визначте сукупність спостережень кількісної ознаки, тобто вибірку.

2. Визначте діапазон мінливості ознаки, тобто норму реакції.

3. Визначте варіанти ознаки і частоту кожної з варіант ознаки. Результати запишіть до таблиці і складіть варіаційний ряд.

4. Побудуйте варіаційну криву.

5. Визначте середнє значення ознаки.

6. Підсумок роботи.

Біологія + Медицина. Мінливість й засмага

Засмага (засмаглість) - потемніння кольору шкіри під дією ультрафіолетового випромінювання, внаслідок якого в нижніх шарах епідермісу шкіри відкладається пігмент меланін. Яке позитивне й негативне значення для організму людини мають ультрафіолетові промені? Доведіть модифікаційну природу мінливості засмаги людини.

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Статистика. Генотип й випадковість

Біологи здійснюють багато досліджень, щоб зрозуміти й оцінити відносний внесок генотипу й умов середовища у мінливість ознак. Однак часто виникає ще одне важливе джерело мінливості - випадковість, яка обов’язково трапляється на всіх рівнях організації життя і враховується у статистичній обробці досліджень. На конкретному прикладі поясніть значення випадковості для формування генотипу і фенотипу організмів.

РЕЗУЛЬТАТ

1-6 балів. 1. Що таке мінливість? 2. Яке значення мінливості? 3. Що таке модифікаційна мінливість? 4. Наведіть приклади модифікаційної мінливості ознак. 5. Назвіть основні закономірності модифікаційної мінливості. 6. Який характер мають закономірності модифікаційної мінливості? 7-9 балів. 7. Які є форми мінливості? 8. Назвіть властивості модифікаційної мінливості. 9. Як досліджують модифікаційну мінливість? 10-12 балів. 10. На прикладах доведіть значення мінливості в життєдіяльності людини.