Graful de abatere standard, pornind de la curba de variație "variabilitatea modificării grâului"
Afișarea grafică a manifestării variabilității modificărilor - curba de variație - afișează atât intervalul variației proprietății, cât și frecvența variantei individuale. Se poate observa din curbă că variantele medii ale manifestării caracteristicilor sunt cele mai răspândite (legea lui Quetelet). Motivul pentru aceasta, aparent, este efectul factorilor de mediu asupra cursului ontogenezei. Unii factori suprimă expresia genelor, în timp ce alții, dimpotrivă, se consolidează. Aproape întotdeauna, acești factori, în timp ce acționează pe ontogene, se neutralizează reciproc, adică nu se observă nici scăderea, nici creșterea valorii trăsăturii. Acesta este motivul pentru care indivizii cu semne extreme ale trasaturilor apar într-un număr mult mai mic decât persoanele cu o valoare medie. De exemplu, înălțimea medie a unui bărbat - 175 cm - se găsește cel mai adesea în populațiile europene.
La construirea curbei de variație, este posibil să se calculeze valoarea deviației rădăcină medie-pătrată și, pe baza acesteia, să se calculeze deviația standard de la valoarea mediană - cea mai comună semn.
Modificări variabile în teoria evoluției
- mai întâi apare un individ cu proprietăți noi, complet aleatoare (formate din cauza mutațiilor)
- atunci se dovedește sau nu este capabil să lase descendenții, în funcție de aceste proprietăți
- În cele din urmă, dacă rezultatul etapei anterioare este pozitiv, atunci părăsi urmașii și descendenții săi moștenesc proprietățile nou dobândite
Proprietățile noi ale individului se formează datorită variabilității ereditare și a modificărilor. Iar dacă variația genetică se caracterizează printr-o schimbare în genotip și aceste modificări sunt moștenite, atunci variabilitatea modificare moștenită capacitatea organismelor de a schimba genotipul fenotipului sub stres de mediu. Cu continuarea expunerii la aceleași condiții de mediu pot fi selectate pentru genotip mutații al căror efect este similar cu modificările de manifestare și astfel variabilitatea modificări devine variabilitate genetică (modificări de asimilare genetică). Un exemplu poate fi un procent constant ridicat de melanina pigment in piele raselor negroid și mongoloid comparativ cu caucaziene.
Darwin a numit variabilitatea modificării unui anumit grup.
O anumită variabilitate se manifestă la toți indivizii normali ai unei specii care au suferit un anumit efect. Anumite variabilități prelungesc limitele existenței și reproducerii organismului.
Selecția naturală și variabilitatea modificării
Modificarea variabilității este strâns legată de selecția naturală. Selecția naturală are patru direcții, dintre care trei sunt direcționate în mod direct spre supraviețuirea organismelor cu diferite forme de variabilitate non-ereditară. Aceasta este o selecție stabilizatoare, mișcătoare și perturbatoare.
Stabilizarea selecției se caracterizează prin neutralizarea mutațiilor și formarea unei rezerve din aceste mutații, care determină dezvoltarea genotipului cu un fenotip constant. Ca urmare, organismele cu o rată medie de reacție domină în condiții neschimbate de existență. De exemplu, plantele generatoare păstrează forma și mărimea florii, care corespund formei și dimensiunii insectei pe care planta o polenizează.
Selecția disruptivă se caracterizează prin dezvăluirea rezervelor cu mutații neutralizate și selecția ulterioară a acestor mutații pentru a forma un nou genotip și fenotip care sunt adecvate mediului. Ca urmare, organismele supraviețuiesc cu o rată extremă de reacție. De exemplu, insectele cu aripi puternice au o rezistență mai mare la rafalele de vânt, în timp ce insectele aceleiași specii cu aripi slabe izbesc.
Selecția mișcării se caracterizează prin același mecanism ca și disruptivul, dar are drept scop formarea unei rate medii noi de reacție. De exemplu, insectele sunt rezistente la substanțe chimice.
Teoria epigenetică a evoluției
Astfel, teoriile sintetice și epigenetice ale evoluției sunt destul de diferite. Cu toate acestea, pot apărea cazuri care sunt sinteza acestor teorii - de exemplu, morphoses aspect, datorită acumulării de mutații neutre din rezervele fac parte din mecanismul ca sinteză (mutații apar în fenotipul) sau epigenetice (morphoses poate provoca modificări genokopirovaniyu dacă mutația inițială nu este determinată este ) teorii.
Forme de variabilitate a modificărilor
În cele mai multe cazuri, variabilitatea modificărilor contribuie la adaptarea pozitivă a organismelor la condițiile de mediu - reacția genotipului la mediul înconjurător se îmbunătățește și se schimbă fenotipul (de exemplu, crește numărul de eritrocite la o persoană care crește până la munți). Cu toate acestea, uneori, sub influența factorilor de mediu nefavorabili, de exemplu, efectul factorilor teratogeni asupra femeilor gravide, apar modificări fenotipice, similare cu mutațiile (nu schimbări ereditare similare cu cele ereditare) - fenocopii. De asemenea, sub influența factorilor de mediu extreme, organismele pot dezvolta morfoză (de exemplu, o tulburare a aparatului motor cauzată de traume). Morfologiile sunt ireversibile și neadaptative, iar în natură labilă, manifestările sunt similare mutațiilor spontane. Morfologiile sunt acceptate de teoria epigenetică a evoluției ca principalul factor al evoluției.
Modificări variabile pe termen lung
În cele mai multe cazuri, variabilitatea modificării este non-ereditară și este doar o reacție a genotipului individului la condițiile de mediu, cu o schimbare ulterioară a fenotipului. Cu toate acestea, sunt cunoscute și modificările pe termen lung descrise în unele bacterii, protozoare și eucariote multicelulare. Pentru a înțelege mecanismul posibil al variabilității pe termen lung a modificării, mai întâi luăm în considerare conceptul de declanșare genetică.
De exemplu, în operonii de bacterii conțin, pe lângă gene structurale, două secțiuni - promotorul și operatorul. Operatorul unor operoni este situat între promotor și genele structurale (în altele este parte a promotorului). În cazul în care operatorul este legat de o proteina numita represor, acestea nu permit să se deplaseze de-a lungul ARN polimerazei pe catena ADN. Un mecanism similar poate fi observat în bacteriile E. coli. Atunci cand excesul de glucoza insuficient și proteina represor lactoza este produsă (Lacl), care este conectat la operator, fără a da ARN polimerază pentru a sintetiza mRNAs pentru traducerea unei enzime care scindează lactoza. Cu toate acestea, în cazul în care pătrunde în citoplasmă bacteriei lactozei lactoza (substanta inductor) se alătură proteinei represoare prin schimbarea conformația care conduce la disocierea represor operatorului. Aceasta determină începutul sintezei enzimei pentru defalcarea lactozei.
În bacterii, substanța-fisiune inducer (în cazul E. coli - lactoză) este transmis la o citoplasmă celula fiica si declanseaza proteina de disociere represoare de operatorul care presupune exprimarea activității enzimei (lactaza) pentru a cliva tije lactoză y, chiar și în absența dizaharidă în mediu.
Dacă există doi operoni și dacă sunt corelați (gena structurală a primului operon codifică proteina represorală pentru cel de-al doilea operon și invers), ele formează un sistem numit trigger [1]. Când primul operon este activ, cel de-al doilea este dezactivat. Cu toate acestea, sub acțiunea mediului, sinteza proteinei represoare de către primul operon poate fi blocată și apoi declanșatorul este declanșat: al doilea operon devine activ. Această stare de declanșare poate fi moștenită de următoarea generație de bacterii. Declanșatoarele moleculare pot furniza modificări pe termen lung în eucariote. Acest lucru poate să apară, de exemplu, prin moștenirea citoplasmatică a incluziunilor citoplasmatice în bacterii atunci când se înmulțesc.
Efectul de comutare al declanșatorilor poate fi observat în forme non-celulare de viață, de exemplu, în bacteriofagi. Atunci când bacteriile sunt introduse într-o celulă atunci când nutrienții sunt deficienți, ei rămân inactivi, penetrează în materialul genetic. Când apar condiții favorabile în celulă, fagii se înmulțesc și izbucnesc din bacterii - declanșatorul este declanșat de o schimbare a mediului.
Moștenirea citoplasmatică
Caracteristicile comparative ale formelor de variabilitate
Caracteristicile comparative ale formelor de variabilitate
Legea seriilor omoloage de variabilitate ereditară
Împreună, variabilitatea ereditară și de modificare este baza selecției naturale. În același timp, modificările calitative sau cantitative ale manifestărilor genotipului în fenotipuri (variabilitatea ereditară) determină rezultatul selecției naturale - supraviețuirea sau moartea unui individ.
Modificări variabile în viața umană
Utilizarea practică a legilor de variabilitate modificare este de o mare importanță în creșterea plantelor și animalelor, deoarece permite să anticipeze și să planifice înainte de utilizare maximă a fiecărei capacități de clasă de plante și rase de animale (cum ar fi performanța individuală o cantitate suficientă de lumină pentru fiecare plantă). Crearea condițiilor cunoscute cunoscute cunoscute pentru realizarea genotipului asigură productivitatea ridicată a acestora.
Acesta permite, de asemenea, necesar să se folosească abilitățile înnăscute ale copilului și de a le dezvolta in copilarie - aceasta este sarcina de psihologi și educatori, care sunt încă la vârsta școlară încearcă să determine tendința copiilor și a capacității lor de la o anumită activitate profesională, creșterea în reacția normală a nivelului de implementare a determinat genetic abilitățile copiilor.
Exemple de variabilitate a modificărilor
La oameni
- o creștere a nivelului de eritrocite la urcare în munți
- creșterea pigmentării pielii prin expunere intensă la radiațiile ultraviolete
- dezvoltarea sistemului musculo-scheletal ca urmare a instruirii
- cicatrici (exemplu de morfoză)
La insecte și alte animale
- schimbarea culorii în gândacul de cartof Colorado, datorită influenței prelungite asupra temperaturilor ridicate sau scăzute ale puilor lor
- o schimbare a culorii stratului la unele mamifere atunci când condițiile meteorologice se schimbă (de exemplu, într-un iepure)
- colorarea diferită a fluturilor-nymphalides (de exemplu, Araschnia levana), care se dezvoltă la diferite temperaturi
În plante
- o structură diferită de frunze sub apă și deasupra apei în bomboane de apă, shooter etc.
- dezvoltarea formelor cu creștere redusă din semințele de plante joase cultivate în munți
În bacterii
- activitatea genelor operonului lactozei din E. coli (în absența glucozei și în prezența lactozei, ele sintetizează enzimele pentru prelucrarea acestui carbohidrat)