Модифікаційна мінливість

Неспадкову мінливість іще називають фе-нотиповою, або модифікаційною. Модифікації — це фенотипові зміни, які виникають під впливом умов середовища. Модифікаційні зміни ознаки не успадковуються, але її діапазон (норма реакції) генетично зумовлений і успадковується. Вони не спричиняють змін генотипу. Модифікаційна мінливість відповідає умовам існування, вона є пристосувальною (мал. 67.1).

Унаслідок цієї мінливості під дією на організм факторів навколишнього середовища змінюється інтенсивність ферментативних реакцій або відбувається «включення» чи «виключення» певних генів. Характерними рисами модифікаційної мінливості є такі:

• оборотність — зміни зникають за умови зникнення специфічних умов середовища, що спричинили появу модифікації;

• мають груповий характер;

• зміни у фенотипі не успадковуються;

• успадковується норма реакції генотипу;

• існує статистична закономірність варіаційних рядів;

• модифікації диференціюють фенотип, не змінюючи генотипу.

Прикладами модифікаційної мінливості є:

• зміна маси тіла тварин у разі зміни кількості їжі;

• зміна забарвлення хутра у зайця зимою;

• зміна розміру окремих листків на одному дереві;

• утворення засмаги на шкірі людини під впливом сонячних промінів.

Норма реакції

Основою, яка визначає існування модифікаційної мінливості та її межі, є норма реакції. Норма реакції — це все різноманіття експресії генів за умови незмінного генотипу, з якого вибирається найбільш відповідний умовам середовища рівень активності кожного з генів, що і формує фенотип, який найбільшою мірою відповідає існуючим умовам.

Норма реакції для кожної ознаки має межу вияву (мал. 67.2). Наприклад, посилене годування тварини зумовить зростання її маси, проте вона перебуватиме у межах спектру виявлення цієї ознаки для цього виду.

Норма реакції визначається генетично. Для різних ознак є різні межі вияву норми реакції. Наприклад, сильно варіювати може величина удою, продуктивність злаків (кількісні зміни), слабко — інтенсивність забарв-

лення шерсті у тварин або кількість зубів у людини (якісні зміни).

Відповідно до цього, норма реакції може бути вузькою (якісні зміни — забарвлення лялечок та імаго деяких метеликів) та широкою (кількісні зміни — розміри листків рослин, розміри тіла комах залежно від харчування їхніх лялечок). Проте для деяких кількісних змін характерна вузька норма реакції (жирність молока), а для деяких якісних змін — широка (сезонні зміни забарвлення у песців).

Варіаційний ряд і варіаційна крива

Варіаційний ряд — це послідовність будь-яких чисел, розташованих за порядком зростання їхніх величин. Проміжок між крайніми членами ряду називають інтервалом варіювання, а довжину цього інтервалу — розмахом.

Варіаційним рядом є і ранжирування відображення прояву модифікаційної мінливості — ряд значень певного показника або характеристики організму, розміщених за порядком зростання чи спадання кількісного вираження (довжини листка, зміни інтенсивності забарвлення хутра та ін.) (мал. 67.3).

Варіаційна крива є графічним відображенням прояву модифікаційної мінливості.

Вона демонструє як діапазон варіації показника, так і частоту зустрічальності окремих варіантів. Для побудови варіаційної кривої по горизонтальній осі відкладають значення варіантів, а по вертикальній — частоту їх виявлення (мал. 67.4).

Після побудови кривої видно, що найбільш часто трапляються середні варіанти прояву показника. Причиною цього є дія факторів навколишнього середовища на організм. Деякі фактори пригнічують експресію генів, інші — посилюють. Майже завжди ці фактори, діючи на організм, нейтралізують один одного, тобто крайні вияви ознаки мінімізуються за частотою зустрічальності. Це і є причиною більшої зустрічальності особин із середнім проявом ознаки.

Ключова ідея

Модифікаційна мінливість виникає в організмі під впливом середовища і є способом його пристосування до умов існування. Межі цієї мінливості зумовлені спадковістю, а конкретний прояв залежить від умов існування.

Практична робота

Вивчення мінливості рослин. Побудова варіаційного ряду й варіаційної кривої

1. Зробіть виміри певної характеристики будь-якої рослини (наприклад, довжини або ширини листкової пластинки) або скористайтеся тими, що наведено в електронному додатку.

2. Побудуйте варіаційний ряд та варіаційну криву.

3. Сформулюйте висновок.

Запитання та завдання

1. Наведіть приклади модифікаційної мінливості у рослин і тварин. 2. У яких випадках є можливим вихід величини ознаки (наприклад, зросту людини) за межі норми реакції? 3. Виміряйте довжину 20 листків будь-якого дерева або кімнатної рослини. На основі отриманих даних побудуйте варіаційний ряд і варіаційну криву.

Це матеріал з підручника Біологія і Екологія 10 клас Задорожний