§ 2. Основные признаки живых организмов — размножение, наследственность и изменчивость

Определения и обозначения

Размножение — способность организмов производить потомство. Благодаря ему после гибели или старения одних особей появляются новые, и вид может существовать дальше. Оно не просто увеличивает число организмов: при размножении жизнь продолжается в следующих поколениях. Поэтому размножение необходимо для сохранения вида.

Наследственность — способность организмов передавать потомству свои признаки и особенности развития. Иными словами, наследственная информация родителей влияет на то, каким будет потомок. Благодаря этому у представителей одного вида сохраняются общие черты, а потомки часто напоминают родителей. Наследственность помогает понять, откуда берётся сходство поколений.

Изменчивость — способность организмов приобретать различия, из-за которых потомки и особи одного вида не полностью одинаковы. Признаки могут отличаться, например, по росту или окраске. Это понятие нужно, чтобы объяснить разнообразие организмов, а не только их сходство. При этом не каждое различие обязательно связано с наследственностью: на организм влияет и среда.

Как это устроено

Отдельный организм не может жить бесконечно: он стареет, погибает или перестаёт размножаться. Если бы потомство не появлялось, вместе с последними особями исчез бы и весь вид. Поэтому размножение обеспечивает смену поколений: новые организмы продолжают существование вида после того, как прежние завершают жизнь. При этом сохранение вида не означает, что каждая отдельная особь должна жить долго.

Потомки похожи на родителей, потому что при размножении получают от них наследственную информацию. Она влияет на развитие организма и формирование его признаков, поэтому сходство поколений не случайно. Однако потомок не является точной копией родителя: на его особенности могут влиять информация от разных родителей и условия развития. Так объясняется сочетание сходства и различий между родителями и потомством.

Наследственная информация заключена в генетическом материале клеток и передаётся при размножении. Она содержит сведения, влияющие на то, какие особенности будут развиваться у организма. Поэтому конкретные признаки потомка связаны с полученной им информацией, а передача этой информации поддерживает преемственность поколений. Но по одному внешнему сходству нельзя определить все особенности наследования.

Организмы различаются, потому что их наследственная информация может быть неодинаковой, а условия среды — не совпадать. Например, на рост растения влияют как его наследственные особенности, так и доступ к свету и воде. Поэтому различия между двумя организмами нельзя автоматически объяснять только наследственностью или только средой. Для вывода о причине нужно учитывать оба возможных источника влияния.

Наследственность сохраняет общие признаки вида: без неё каждое новое поколение не было бы связано с предыдущим. Изменчивость, напротив, создаёт различия между особями и делает популяцию неоднородной. Это сочетание важно для жизни и развития популяций, то есть групп организмов одного вида, живущих на общей территории. Если учитывать только сходство или только различия, картина будет неполной.

Размножение, наследственность и изменчивость

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, что именно наблюдается: появление потомка, сходство с родителями или различия между особями. Затем сопоставьте наблюдение с соответствующей строкой. В последнем столбце указано, почему этот признак важен для организма или вида.

Разбор задач

Задача 1. У комнатного растения после укоренения черенка выросло новое растение. Какой признак живого проявился? Нужно определить, что произошло с черенком и какую роль он сыграл. Черенок — часть исходного растения, из которой развился новый организм.

1. Замечаем, что в результате появился новый организм, а не просто изменился уже существующий.
2. Устанавливаем, что новое растение развилось из части родительского организма.
3. Связываем появление потомка с размножением; в данном случае новое растение возникло без образования семян.

Ответ. Проявилось размножение. Из части родительского растения развился потомок, поэтому вид получил новую особь. Один этот пример показывает размножение, а не просто рост исходного растения.

Задача 2. У щенков одной собаки есть признаки, сходные с признаками родителей. Объясните, какое свойство организмов это показывает. В условии говорится именно о сходстве потомства с родителями. Нужно связать наблюдаемые признаки с тем, что происходит при размножении.

1. Определяем связь между организмами: щенки — потомки, а взрослые собаки — их родители.
2. Учитываем, что при размножении потомство получает наследственную информацию от родителей.
3. Объясняем сходство влиянием этой информации на развитие признаков у щенков.

Ответ. Это показывает наследственность — передачу признаков от родителей потомкам. Именно поэтому у щенков могут проявляться особенности, сходные с родительскими. Сходство не означает, что каждый щенок полностью идентичен взрослой собаке.

Задача 3. В потомстве растений одного вида обнаружили различия в высоте. Предложите объяснение и укажите, почему одного наблюдения недостаточно, чтобы определить причину различий. Сначала нужно назвать сам факт неодинаковой высоты. Затем — рассмотреть возможные причины, не делая вывод только по одному наблюдению.

1. Различия высоты между растениями распознаём как проявление изменчивости.
2. Предполагаем, что растения могли получить неодинаковые наследственные особенности.
3. Проверяем и другое объяснение: у растений могли различаться условия роста, например доступ к свету или воде.

Ответ. Различия могут быть связаны с наследственностью, условиями среды или их сочетанием. Одного наблюдения недостаточно, потому что оно показывает наличие различий, но не устанавливает их причину. Для вывода нужно сравнить условия развития растений и проверить возможные наследственные особенности.

Типичные ошибки

Ошибка — считать потомков полностью одинаковыми с родителями. Так думают, потому что наследственность действительно объясняет сходство поколений. Но наследуются не все особенности в неизменном виде, а потомки могут отличаться друг от друга. Проверьте себя: в объяснении нужно оставить место и для сходства, и для возможных различий.

Ошибка — путать наследственность с изменчивостью. Их смешивают, потому что оба понятия описывают признаки организмов. Наследственность объясняет сходство поколений, а изменчивость — различия между организмами. Для проверки спросите себя, что требуется объяснить в условии: сходство или различие.

Ошибка — считать любое различие наследственным. Причина в том, что видимый признак легко принять за результат передачи информации от родителей. Однако на организм влияют и условия среды, поэтому одного сравнения внешнего вида недостаточно. Проверьте себя: назовите не только наследственное объяснение, но и возможное влияние среды.

Ошибка — сводить значение размножения только к увеличению числа особей. Численность действительно может расти, поэтому на этом часто останавливаются. Но размножение также обеспечивает смену поколений и передачу наследственной информации. Чтобы проверить ответ, спросите, как вид продолжит существовать после исчезновения нынешних особей.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что клетка — основная единица строения и жизнедеятельности организмов. Наследственная информация связана с клеточным материалом, поэтому её передача происходит вместе с размножением клеток и организмов. Эти знания понадобятся при изучении деления клеток, полового и бесполого размножения, а также генетики. Позже представления о наследственности и изменчивости помогут разбираться в эволюции и разнообразии живых организмов.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает появление потомства и продолжение существования вида.
• Наследственность передаёт признаки от родителей потомкам.
• Изменчивость проявляется в различиях между организмами.
• Потомки обычно сходны с родителями, но не обязательно полностью идентичны им.
• На различия между организмами могут влиять наследственность и условия среды.
• Наследственность и изменчивость — взаимосвязанные свойства живых организмов.