Фенотипическая изменчивость – это вариант изменений фенотипа, при котором генотип не затрагивается, и полученные изменения не наследуются организмом.
Механизмы формирования фенотипической изменчивости
Выделяют следующие виды фенотипической изменчивости:
- сезонная изменчивость или изменения фенотипа, которые связаны с природными процессами. Например, изменение окраски шерсти зайцев. Также примером может служить появление брачного оперения птиц;
- возрастная изменчивость или изменения в живом организме, связанные с достижением определённого возрастного периода. В данном случае выделяются следующие примеры: поседение волос у человека, изменение рогов косули и пр.);
- модификационная изменчивость или комплекс изменений фенотипа, который вызывается влиянием окружающей среды и не затрагивает генотип. Чаще всего подобные изменения носят адаптивный характер.
На сегодняшний день именно адаптивные модификации положено в основу феномена «определенной изменчивости». Этот термин был предложен Ч. Дарвином. Модификационное изменение, возникающее в подобном случае, не наследуется, но диапазон смены признака обусловливается именно им.
Норма реакции – это диапазон возможных проявлений признака организма, который обусловлен генотипом.
Многие селекционеры пользуются тем, что изучают норму реакции и ищут методы, которые позволяют ее расширить или изменить в нужном направлении. Модификации сохраняются только на то время, пока организм живет.
Примером модификационной изменчивости можно признать образование различных листьев у растений водных и околоводных растений. Таким растением является стрелолист, имеющий подводные лентовидные листья, на поверхности его листья имеют овальные очертания, а воздушные листья имеют форму наконечника стрелы. На этом же этапе происходит цветение растительного организма.
Разновидности модификационной изменчивости
Модификациям подвергаются качественные и количественные признаки. Возникновение таких изменений связано с динамикой развития важнейших факторов окружающей среды, таких как свет, температура, влажность. Они серьезно влияют на активность работы некоторых ферментов организма, определяющих ход химических реакций. Такой тенденцией можно признать появление различной окраски цветков у примулы или шерсти гималайских кроликов.
Также примерами модификационной изменчивости для человека можно признать пигментацию кожи при появлении загара под влиянием ультрафиолетовых лучей или развитие мышечной системы в ходе систематических физических нагрузок.
Также многие исследователи относят к модификационной изменчивости и явление гомеостаза физиологических процессов организма. Так, у человека при пребывании на разных высотах над уровнем моря вырабатывается неодинаковое количество эритроцитов: в крови у людей, живущих в местностях на уровне моря, их в два раза меньше, чем у людей, живущих высоко в горах. Таким образом, отличительными чертами модификационной изменчивости можно признать:
- не наследуемость признаков;
- обратимость появившихся изменений;
- приспособительный или адаптивный характер;
- однотипный характер изменений у всех особей представителей одного и того же вида.
Именно эти признаки дали возможность Дарвину назвать модификационную изменчивость определенной.
Для того, чтобы трактовать сущностный смысл модификационной изменчивости необходимо провести ее статистический анализ. Поскольку условия среды даже для организмов одного и того же вида изначально всегда различны для всех организмов, то колосья пшеницы в пределах одного поля могут иметь размеры от 6 до 14 сантиметров. Учитывая эту динамику, можно составить вариационный ряд изменчивости для данного признака, который складывается из отдельных вариант, то есть числа листьев дерева или колосков в колосе пшеницы, имеющих одинаковые показатели.
Статистические подсчеты иллюстрируют тот факт, что частота встречаемости отдельных вариант признака в пределах одного вариационного ряда неодинакова. Чаще всего встречается среднее значение признака. К концам ряда частота встречаемости конкретных признаков снижается.
Среди механизмов формирования модификационной изменчивости можно отметить: изменение генетической активности, а также скорости синтеза белка, которые приводят к уменьшению или увеличению количества синтезируемого генетического продукта. Также выделяют изменение гомеостатических клеточных показателей, которые сказываются на генетической продуктивности. Эффективным механизмом возникновения генетической активности является взаимодействие генов, генетическая депрессия.
Разновидностью модификаций называют такие явления, как морфозы. Их трактуют как ненаследуемые изменения фенотипа организма, которые возникают под действием тех или иных экстремальных факторов окружающей среды. Они не несут функции адаптации и при этом не могут быть обратимыми. Эти изменения зачастую имеют грубый характер и могут приводить к гибели организма или групп особей внутри организма. Расширение нормы реакции признака увеличивает возможность для приспособления к динамике условий окружающей среды. Морфозы не имеют наследственного характера, но и не относятся к мутациям, они сходны с ними по действию, но не могут быть тождественны данному виду генетических изменений.
Модификационная изменчивость внутри естественных процессов носит адаптивный характер и имеет важное значение в эволюции. Все адаптивные модификации обусловлены нормой реакции, которая дает возможность особи выживать и оставлять потомство в меняющихся условиях среды.
Значение исследования закономерностей модификационной изменчивости имеет практическое значение, поскольку дает возможность спланировать максимально возможное эффективное использование каждой особи: сорта растений и породы животных. В частности, создание заведомо оптимальных условий для реализации генотипа обеспечивает их высокую продуктивность во всех ипостасях.
