Закономерности наследственности и изменчивости

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ

НЕПОЛНОЕ ДОМИНИРОВАНИЕ

Изменчивость – способность живых организмов изменяться в процессе развития или существовать в различных формах (вариантах). Изменяться означает приобретать новые признаки или утрачивать старые.

Прежде чем переходить к классификации типов изменчивости, давайте вспомним, что такое генотип и фенотип. Генетики говорят: «Фенотип формируется на основе генотипа под влиянием условий внешней среды». Это положение хорошо иллюстрирует следующий рисунок:

Наследственная изменчивость связана с изменением генетического материала, а ненаследственная – не связана. При этом онтогенетическая изменчивость приводит к возрастным изменениям, а модификационная – связана с разнообразием проявлений одного генотипа в разных условиях внешней среды.

Примеры модификационной изменчивости: различия у однояйцевых близнецов, живущих в разных семьях, или у растений на хлебном поле.

Особняком стоит цитоплазматическая изменчивость, которую мы изучали ранее.

Все эти типы изменчивости наглядно изображены на рисунке, где показана изменчивость листьев земляники (род Fragaria).

В центре (по вертикали) показано изменение листа в онтогенезе от однолопастного до трехлопастного. Это – онтогенетическая изменчивость (изменчивость во времени).

Но в каждый момент онтогенеза (по горизонтали) степень выраженности признака может быть различной. Так, однолопастный лист может иметь разные размеры и разное число зубчиков и т.д. Это – модификационная изменчивость (изменчивость в пространстве).

Если же в гаметах родительских особей произойдет изменение гена, то листья растения, развивающегося из такой зиготы, могут быть однолопастными в течение всего онтогенеза. Это – мутационная изменчивость (на рисунке слева).

При скрещивании комбинация нескольких генов в генотипе может привести к образованию пятилопастного листа. Это – комбинативная изменчивость (на рисунке справа).

На рисунке для упрощения не показаны онтогенетическая и модификационная изменчивость в пределах мутационной и комбинативной.

Наследственная изменчивость является источником генетического разнообразия и исходного материала для эволюции и селекции. Ненаследственная изменчивость обеспечивает пластичность организмов, их приспособление к варьирующим условиям внешней среды. Этим она важна для эволюции.

Неполное доминирование

Дей­ствие за­ко­нов Мен­де­ля можно про­ил­лю­стри­ро­вать боль­шим ко­ли­че­ством при­ме­ров. Од­на­ко эти за­ко­но­мер­но­сти не все­гда со­блю­да­ют­ся. Мен­дель об­ра­тил вни­ма­ние на то, что ино­гда у потом­ства про­яв­ля­ет­ся про­ме­жу­точ­ный ха­рак­тер на­сле­до­ва­ния. Он рас­смат­ри­вал рас­те­ния го­ро­ха с мел­ки­ми и с круп­ны­ми ли­стья­ми. После скре­щи­ва­ния таких рас­те­ний в фе­но­ти­пе у ги­бри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния не было вы­ра­же­но ни до­ми­нант­но­го, ни ре­цес­сив­но­го при­зна­ка, а все рас­те­ния имели ли­стья сред­ней ве­ли­чи­ны. Тогда он не нашел объ­яс­не­ния этому яв­ле­нию. Объ­яс­не­ние было най­де­но позже и по­лу­чи­ло на­зва­ние «непол­ное до­ми­ни­ро­ва­ние».

Непол­ное до­ми­ни­ро­ва­ние – это такой тип на­сле­до­ва­ния, при ко­то­ром ге­те­ро­зи­гот­ные особи имеют про­ме­жу­точ­ный фе­но­тип по срав­не­нию с ро­ди­тель­ски­ми ор­га­низ­ма­ми, и свя­за­но это с тем, что до­ми­нант­ный ген не пол­но­стью по­дав­ля­ет дей­ствие ре­цес­сив­но­го.  Раз­бе­рем это на при­ме­ре (рис.1).

Рис. 1. Неполное доминирование (Источник) 

У зем­ля­ни­ки крас­ная окрас­ка пло­дов до­ми­ни­ру­ет над белой окрас­кой пло­дов, по­это­му крас­ную окрас­ку обо­зна­ча­ют боль­шой бук­вой А, а белую – малой бук­вой а, ги­бри­ды пер­во­го по­ко­ле­ния имеют ро­зо­вую окрас­ку.

Какое потом­ство по­лу­чит­ся от скре­щи­ва­ния двух рас­те­ний зем­ля­ни­ки, вы­рос­шей из ро­зо­вых пло­дов? Вы­пол­ня­ем за­пись (рис. 2).

Рис. 2. Потомство от скрещивания двух растений земляники, имеющей  розовые плоды  (Источник) 

Ро­ди­тель­ские ор­га­низ­мы яв­ля­ют­ся ге­те­ро­зи­го­та­ми Аа. Они об­ра­зу­ют два типа гамет.

Во время опло­до­тво­ре­ния могут по­лу­чить­ся сле­ду­ю­щие по­том­ки:

-      АА будет иметь крас­ную окрас­ку пло­дов;

-      Аа – ро­зо­вую окрас­ку пло­дов;

-      аа – белую окрас­ку пло­дов.

В потом­стве мы на­блю­да­ем рас­щеп­ле­ние: один ор­га­низм имеет до­ми­нант­ный при­знак, два ор­га­низ­ма имеют про­ме­жу­точ­ный при­знак и один ор­га­низм – ре­цес­сив­ный при­знак. Такое рас­щеп­ле­ние от­ли­ча­ет­ся от мен­де­лев­ско­го, од­на­ко все осталь­ные за­ко­но­мер­но­сти со­блю­де­ны, по­это­му хо­чет­ся от­ме­тить, что при непол­ном до­ми­ни­ро­ва­нии за­ко­ны Мен­де­ля про­дол­жа­ют ра­бо­тать, раз­ни­ца лишь в фе­но­ти­пи­че­ских про­яв­ле­ни­ях.

Решите задачи :

1. У крупного рогатого скота шортгорнской породы гены красной и белой масти в гетерозиготном состоянии дают чалую масть. Какая часть потомков от скрещивания двух чалых родителей должна быть чалой масти?

2. Куры с белым оперением при скрещивании между собой всегда дают белое потомство, а куры с черным оперением – черное. Потомство от скрещивания белой и черной особей оказывается голубым (пестрым). Какая часть потомства от скрещивания голубых петуха и курицы будет с голубым оперением?