Раздел II НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ — ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЗМОВ

Определения и обозначения

Наследственность — способность организмов сохранять и передавать потомству особенности строения и развития. Она связана с наследственной информацией, которая содержится в клетках и передаётся при размножении. Благодаря ей у потомков есть признаки, характерные для родителей и вида. Это понятие помогает объяснить преемственность поколений.

Изменчивость — способность организмов приобретать различия. Особенности могут отличаться у особей одного вида, даже если они живут в похожих условиях. Причины различий бывают связаны как с наследственной информацией, так и со средой. Понятие изменчивости объясняет разнообразие организмов.

Признак — особенность строения, жизнедеятельности или поведения организма, которая может передаваться по наследству или изменяться. Примеры признаков — окраска, форма листьев, скорость роста и поведение. Одни признаки заметны сразу, другие можно определить, наблюдая за работой организма. Это понятие позволяет описывать сходства и различия живых существ.

Фенотип — совокупность проявившихся признаков организма, формирующаяся при взаимодействии наследственной информации и условий среды. Поэтому один и тот же наследственный вариант может проявляться по-разному в разных условиях. Фенотип — это не только внешность, но и особенности жизнедеятельности. Понятие помогает не путать наследственную информацию с наблюдаемыми результатами её проявления.

Как это устроено

Родители передают потомству наследственную информацию, поэтому у него возникают признаки, сходные с родительскими. Эта информация определяет особенности развития организма и помогает сохранять характерные для вида признаки из поколения в поколение. Без такой передачи каждое поколение начинало бы развитие заново, не наследуя особенности предков. Поэтому наследственность поддерживает сходство и непрерывность жизни вида.

Потомки всё же не становятся точными копиями родителей, потому что наследственная информация от родителей сочетается в потомстве по-разному. Кроме того, в наследственной информации могут возникать изменения. В результате даже родственные организмы различаются по некоторым признакам. Значит, сходство не исключает разнообразия внутри вида.

На проявление признаков влияют условия жизни: например, доступ к свету и воде может менять рост растения. Среда воздействует на развитие организма, поэтому его фенотип складывается не из одной только наследственной информации. При этом вызванное условиями изменение может не затрагивать информацию, которая передаётся потомству. Поэтому нельзя считать, что всякое приобретённое за жизнь отличие наследуется.

Наследственность и изменчивость действуют одновременно, потому что организм получает наследственную основу, а признаки развиваются в конкретных условиях. Наследственность сохраняет уже имеющиеся особенности, изменчивость создаёт различия между организмами. Если бы действовала только наследственность, разнообразие было бы гораздо меньше. Если бы действовала только изменчивость, особенности не сохранялись бы между поколениями.

Наследуемые различия дают популяции материал для эволюционных изменений. Популяция — группа особей одного вида, живущих на общей территории. Если условия среды меняются, некоторые наследственные признаки могут помогать их носителям чаще выживать и оставлять потомство. Тогда такие признаки могут встречаться в следующих поколениях чаще, а состав популяции постепенно меняется.

Наследственность и изменчивость — фундаментальные свойства организмов

Сначала найдите в таблице свойство, о котором говорится в условии, а затем сравните его причины и результат. Обратите внимание, что изменчивость включает различия разного происхождения, а влияние среды не всегда меняет наследственную информацию. Последняя строка показывает, почему два свойства нужно рассматривать вместе.

Разбор задач

Задача 1. У потомства растения обнаружены признаки, сходные с признаками родительских растений. Определите, какое фундаментальное свойство организмов объясняет это сходство.

1. Выделим главное в условии: признаки обнаружены у потомства и сходны с родительскими.
2. Сопоставим ситуацию с определениями: передачу особенностей от родителей потомкам обеспечивает наследственность.
3. Сделаем вывод: речь идёт не просто о сходстве, а о сохранении признаков при передаче наследственной информации.

Ответ: сходство объясняется наследственностью. Она обеспечивает передачу особенностей от родительских растений потомству.

Задача 2. Растения одного вида, выращенные в разных условиях освещения, отличаются высотой. Объясните, почему различие не обязательно означает изменение наследственной информации.

1. Установим, что именно различается: высота растений, то есть проявление признака.
2. Сравним условия: растения получали разное освещение, а свет может влиять на рост и развитие.
3. Различие могло возникнуть из-за среды, даже если наследственная информация растений не менялась. По одной только высоте нельзя заключить, что изменение будет передаваться потомству.

Ответ: разница в высоте может быть результатом влияния освещения на проявление признака. Она сама по себе не доказывает наследственного изменения.

Задача 3. В популяции насекомых есть наследуемые различия окраски. После изменения условий среды чаще выживают особи одной окраски. Объясните роль наследственности и изменчивости в происходящем.

1. Определим источник различий: окраска у насекомых наследуемая, значит, различия связаны с наследственной изменчивостью.
2. Изменившаяся среда создаёт условия, в которых особи разных окрасок могут выживать неодинаково. Чаще выжившие особи с большей вероятностью оставят потомство.
3. Проверим роль наследственности: она позволяет потомкам наследовать окраску родителей. Поэтому подходящий в новых условиях признак может стать более распространённым в популяции.

Ответ: изменчивость создаёт наследуемые различия окраски, а наследственность передаёт их потомству. При данных условиях чаще выживающие особи могут оставить больше потомков, и соответствующая окраска будет встречаться чаще.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что наследственность передаёт потомству все особенности, приобретённые организмом за жизнь. Так думают, потому что любое изменение заметно у самого организма, но заметность ещё не означает наследуемость. Чтобы проверить себя, спросите, затронута ли наследственная информация. Если изменение вызвано средой и не связано с ней, оно не обязательно перейдёт потомкам.

Ошибка — отождествлять изменчивость только с влиянием среды. Так происходит, когда наблюдают, как условия меняют внешний вид, и забывают о наследственных причинах различий. Проверьте себя вопросом: могут ли различаться наследственные особенности организмов? Да, поэтому изменчивость бывает связана и с наследственной информацией.

Ошибка — ожидать полного сходства потомства с родителями. Её допускают, если понимают наследственность как точное копирование всех признаков. Но информация родителей может сочетаться у потомка по-разному, а условия развития влияют на проявление признаков. Для самопроверки разделяйте сходство и тождество: похожие организмы не обязаны быть одинаковыми.

Ошибка — смешивать генотип и фенотип. Генотип — наследственная информация организма, а фенотип — совокупность проявившихся признаков; их путают, считая наблюдаемый признак прямым и неизменным отражением наследственности. Проверьте себя: могла ли среда повлиять на то, как проявился признак? Если да, фенотип нельзя объяснять только наследственной информацией.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что клетки содержат наследственную информацию и что организмы размножаются, оставляя потомство. Эти знания помогают объяснить, откуда берутся сходные признаки у родителей и потомков. Они также показывают, каким путём особенности могут перейти к следующему поколению.

Тема опирается на знания о клетке, хромосомах и ДНК. Хромосомы и ДНК связаны с хранением наследственной информации, поэтому понимание их роли пригодится при изучении генетики и закономерностей наследования. Далее можно будет точнее разбирать, как передаются отдельные признаки.

Понятие наследственной изменчивости связывает тему с естественным отбором и эволюцией. Отбор может влиять на распространённость уже имеющихся наследуемых различий. Без понимания наследственности и изменчивости нельзя объяснить, почему признаки популяций меняются с течением поколений.

Что запомнить

• Наследственность обеспечивает преемственность признаков между поколениями.
• Изменчивость приводит к различиям между организмами.
• Потомки обычно сходны с родителями, но не являются их точными копиями.
• Признаки организма формируются при взаимодействии наследственной информации и среды.
• Не всякое изменение организма передаётся потомству.
• Наследственная изменчивость создаёт материал для эволюции.