§ 25. Другие типы изменчивости

Определения и обозначения

Модификационная изменчивость — изменения признаков организма под влиянием условий среды, не связанные с изменением генотипа. Генотип — наследственная информация организма, а проявившиеся признаки образуют его фенотип. Это понятие помогает отделить влияние среды от изменений наследственного материала.

Норма реакции — пределы, в которых признак может изменяться у организмов с данным генотипом под влиянием среды. Она не равна одному конкретному значению признака: это диапазон возможных проявлений. Понятие нужно, чтобы понимать, насколько среда может влиять на признак.

Онтогенетическая изменчивость — закономерное изменение признаков организма в ходе его индивидуального развития. Онтогенезом называют развитие организма от начала его существования до конца жизни. Это определение помогает отличить естественные возрастные перемены от изменений, вызванных разными условиями среды.

Соотносительная изменчивость — согласованное изменение одних признаков вслед за изменением других, обусловленное взаимосвязью частей организма. Части тела и их функции не существуют изолированно, поэтому их развитие может быть связано. Понятие объясняет, почему перемена одного признака иногда сопровождается переменами других.

Как это устроено

Среда влияет на работу организма, поэтому один и тот же генотип может проявляться по-разному в неодинаковых условиях. Например, доступ света влияет на развитие листьев, а питание — на рост. В результате меняется фенотип, но сам наследственный материал обычно остаётся прежним. Такое изменение проявления признака и называют модификацией.

Модификация может быть заметной, однако выраженность изменения сама по себе не говорит о том, что оно наследственное. Если причина — условия жизни организма, потомок не получает это приобретённое значение признака автоматически. Он наследует генотип, который задаёт возможности развития. Поэтому в сходных условиях признак может проявиться у потомка иначе, чем у родителя.

Генотип ограничивает диапазон возможных изменений: среда не может вызвать у организма любой признак. Этот диапазон называют нормой реакции. Для некоторых признаков пределы проявления широкие, и они сильно зависят от условий; у других они узкие, и среда меняет их мало. Так, количество образуемого организмом вещества может заметно зависеть от питания, а группа крови остаётся неизменной.

Во время онтогенеза организм проходит закономерные этапы, на каждом из которых его признаки могут быть разными. Например, строение листьев у основания побега и ближе к его верхушке может различаться, поскольку эти листья формировались в разных условиях развития и на разных участках растения. Такие различия связаны с ходом развития, а не просто с изменением внешней среды для всего организма. Поэтому при определении типа изменчивости важно выяснить, отражает ли признак возраст или этап формирования.

Органы организма связаны строением и функциями, а их развитие согласовано. Если меняется одна часть, это может изменить условия формирования или работу других частей. Поэтому признаки меняются не независимо, а вслед за взаимосвязанными изменениями организма. Такой характер изменений называют соотносительной изменчивостью; её причина — связи между частями организма, а не одно лишь воздействие среды.

Сравнение типов изменчивости

Сначала сравните причины изменений, затем проверьте, что именно меняется и есть ли связь с генотипом. В задании могут одновременно проявляться несколько причин, поэтому выбирайте ту, которая объясняет описанное различие. Примеры в таблице помогают сопоставить определение с конкретной ситуацией.

Разбор задач

Разный размер листьев при разном освещении

У двух растений одного вида, выращенных при разном освещении, различается размер листьев. Нужно определить тип изменчивости и выяснить, изменился ли генотип. Решение строится на поиске причины различия: в условии прямо указаны неодинаковые условия среды. Само по себе различие размеров ещё не доказывает изменения наследственной информации.

1. Определяем, какой фактор различается: растения получали разное количество света. Освещённость относится к условиям среды, которые могут влиять на развитие листьев. Значит, наблюдаемое различие может быть вызвано внешним воздействием.

2. Сопоставляем этот фактор с типами изменчивости. Изменение проявления признака под действием среды без изменения генотипа называется модификационным. Здесь различается размер листьев, то есть проявление признака.

3. Проверяем, есть ли в условии сведения об изменении генетического материала. Таких сведений нет, а влияние освещения само по себе не означает перемену генотипа. Следовательно, объяснять различие мутацией оснований нет.

Ответ: это модификационная изменчивость. Размер листьев различается из-за освещения, а данных об изменении генотипа нет; обычно генотип остаётся прежним.

Разные листья на одном побеге

У одного растения листья у основания побега отличаются от листьев на его верхушке. Нужно объяснить возможную причину различий. Здесь важно, что сравнивают листья одного организма, расположенные в разных местах побега. Поэтому следует проверить, связаны ли различия с этапами и условиями формирования листьев.

1. Уточняем, где расположены листья: в нижней и верхней частях одного побега. Они могли формироваться в разное время, когда растение находилось на разных этапах развития. Это делает развитие возможной причиной их различий.

2. Не спешим называть различие модификационным только потому, что признаки неодинаковы. Нужно установить, описано ли непосредственное воздействие разных условий среды или закономерное изменение признака по мере развития. В условии подчёркнуто расположение листьев на побеге.

3. Связываем наблюдение с индивидуальным развитием растения. Если форма листьев закономерно меняется по мере формирования побега, это пример онтогенетической изменчивости. Для окончательного вывода учитывают и другие сведения о растении.

Ответ: возможная причина — онтогенетическая изменчивость: листья формировались на разных этапах развития побега и закономерно различаются.

Изменение связанных частей тела

У животного изменение строения одной части организма сопровождается изменением связанных с ней частей. Нужно назвать тип изменчивости и объяснить согласованность перемен. Важно не просто отметить, что изменилось несколько признаков, а установить, почему они изменились вместе. Условие указывает на связь между частями организма.

1. Выделяем основное наблюдение: изменение одной части сопровождается изменениями других. Значит, признаки не рассматриваются как независимые друг от друга. Их изменение может быть связано с общим строением или функциями организма.

2. Сопоставляем наблюдение с определениями. Согласованное изменение взаимосвязанных признаков называют соотносительной изменчивостью. Её объясняет взаимное влияние частей организма при развитии и работе.

3. Проверяем, не подменяем ли причину воздействием среды или возрастом. В условии главным названо изменение связанной части, а не разные условия жизни или этапы развития. Поэтому наиболее подходящее объяснение — соотносительная изменчивость.

Ответ: это соотносительная изменчивость. Признаки меняются согласованно, потому что части организма связаны между собой.

Типичные ошибки

Ошибка — считать любое изменение признака мутацией. Её допускают, потому что заметное различие кажется следствием перемены наследственной информации. Проверьте себя: указана ли причина в виде воздействия среды без изменения генотипа? Если да, вероятна модификация, а не мутация.

Ошибка — думать, что модификация обязательно передаётся потомству. Обычно наследуется генотип, а приобретённое под влиянием среды проявление признака — нет. Путаница возникает из-за того, что потомок может быть похож на родителя. Проверьте, передаётся ли наследственная информация или только наблюдался признак в сходных условиях.

Ошибка — принимать норму реакции за конкретное значение признака. Например, один размер листа в данных условиях — не вся норма реакции, а лишь одно её проявление. Запомните: норма реакции задаёт возможные пределы при данном генотипе. Для проверки спросите себя, описан ли диапазон или только один результат наблюдения.

Ошибка — смешивать онтогенетическую и модификационную изменчивость. Обе могут сопровождаться переменами признаков, поэтому внешнее сходство сбивает с толку. Проверьте причину: закономерное изменение по мере индивидуального развития относится к онтогенетическому типу, а изменение из-за условий среды — к модификационному. При решении задачи ищите, что именно подчёркнуто в условии.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно различать генотип и фенотип, а также знать, что признаки формируются при участии наследственности и среды. Эти знания позволяют установить, меняется ли наследственная основа или только проявление признака. Тема связана с изучением наследуемости: не каждое заметное отличие организмов обязательно передаётся потомству. Она также помогает объяснить, как условия среды влияют на признаки и почему особи одного вида могут различаться.

Что запомнить

• Модификационная изменчивость возникает под влиянием условий среды.
• Модификация не означает изменения генотипа.
• Норма реакции показывает пределы изменчивости признака при данном генотипе.
• Онтогенетическая изменчивость связана с индивидуальным развитием организма.
• При соотносительной изменчивости признаки меняются согласованно.
• Разные типы изменчивости различают по причинам и характеру изменений.