Взаимодействие генотипа и среды

Задание. Приведите примеры качественных и количественных признаков в фенотипе.

Качественные признаки возможно описать словами, они имеют, как правило, ограниченное число вариантов фенотипического проявления. К ним относятся, например, расцветка бабочки, масть собаки, цвет глаз девушки, форма груши, половые различия между мужской и женской особями.

Количественные признаки возможно измерить, подсчитать и передать цифрами. К ним относятся удойность коров, яйценоскость кур, масса семян ржи и т. д.

Задание. На примерах поясните, как условия внешней среды могут влиять на качественные признаки.

Рассмотрим такое растение как примула (первоцвет), пользующееся популярностью за яркую окраску цветков. Примула с генотипами RR и Rr имеет красные цветки, с генотипом rr — всегда белые. Но если RR на стадии формирования бутона перенести в теплую оранжерею с температурой 30—35 градусов, появляются белые цветки. При возвращении на место белая окраска не меняется, но новые бутоны снова будут красными. Такое явление чем-то напоминает появление загара. Если человек со светлой кожей будет лежать на пляже под ярким солнцем, у него появится загар. Но в генотипе у него гены светлой кожи никак не изменятся. Если же загоревший человек на самолете перелетит в страну, где в разгаре зима, загар у него сразу не исчезнет.

Рассмотрим пример с цветом шерсти у горностаевого кролика. Кролики-альбиносы и горностаевые кролики при рождении белые. У горностаевых кроликов впоследствии лапы, хвост, ушки и мордочка приобретают черный цвет. Если кролику сбрить шерсть на отдельном участке и содержать его при температуре менее 2 градусов тепла, вырастет черная шерсть вместо белой. Если температура будет больше 2 градусов, вновь вырастет белая. В эмбриональном периоде кролики, конечно, находятся в условиях достаточно высокой температуры, поэтому рождаются белыми.

Задание. Как условия среды могут влиять на количественные признаки? Приведите примеры.

Генотип непосредственным образом влияет на формирование признака. Но и условия среды, и качество пищи во многом могу определять, например, количество и качество (жирность, вкус) молока коровы. Улучшение кормления и условий содержания может повысить удойность коров вдвое — с 1,2 до 2,5 тысяч килограмм молока в год.

Вопрос. Почему организм наследует не отдельный признак, а способность формировать определенный фенотип в конкретных условиях среды — норму реакции?

В процессе эволюции организмы приобрели «запас изменчивости». Жизненно важно не оставаться прежним, не закоснеть в условиях изменения окружающей среды, а адекватно отвечать на них. Организмам, так сказать, не выгодно наследовать один фиксированный признак. Гораздо удобнее, если признаки имеют широкий спектр и проявляются в зависимости от изменения среды. Пределы, в которых колеблется изменение признаков у конкретного генотипа, называются нормой реакции.

Вопрос. Может ли норма реакции изменяться в течение жизни особи?

Норма реакции передается по наследству и заложена в генотипе. Пока длится жизнь особи, она никак не изменяется. Таким образом, организм наследует не конкретный признак, а саму способность к формированию определенного фенотипа в конкретных условиях окружающей его среды — норму реакции.

Например, норма реакции молочности местных (аборигенных) пород скота находится в пределах 1—2,5 тысячи килограмм в год, у ценных же пород она может достигать 4—6 тысяч килограмм и более. Здесь наблюдается широкая норма реакции. Именно эти пределы изменчивости фенотипа (а не конкретная цифра удойности) и наследуются каждой породой. Наследуемые пределы переходят из поколения в поколение, встроены на генетическом уровне и не изменяются в процессе жизнедеятельности.