Полная версия

Главная arrow География arrow БИОЛОГИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Закономерности развития фенотипа

Ранее было дано определение признака как отдельного свойства организма, по которому последний можно отличить от других представителей данного вида. Каждый организм характеризуется не одним или несколькими свойствами, а большим количеством свойств и признаков, которые объединяются общим понятием «фенотип». Фенотип — это совокупность всех индивидуальных особенностей организма, формирующихся в процессе его развития. Чем же определяется развитие того или иного фенотипа организма?

При рассмотрении основных закономерностей наследования отдельных признаков (см. 3.4.2) мы руководствовались высказанным еще Менделем положением о том, что за развитие каждого признака в наследственном материале организма должны отвечать по меньшей мере два наследственных задатка (гена), полученных им от родителей. Следовательно, первым и необходимым условием развития отдельного признака организма является наличие соответствующей генетической информации в его наследственном материале.

Парность, т. е. диплоидность, генов, отвечающих за развитие отдельных свойств, предполагает необходимость взаимодействия между ними в процессе формирования признака, особенно в случае гетеро- зиготности. Ранее были рассмотрены различные типы взаимодействия аллельных генов (доминирование, неполное доминирование или промежуточное наследование, кодоминирование), в результате которого у потомства может развиться либо такой же, как у родителей, либо новый вариант признака. Таким образом, другим условием развития того или иного варианта признака является определенный способ взаимодействия между соответствующими аллельными генами.

Взаимосвязь между заключенной в генотипе организма наследственной информацией и развивающимся на ее основе фенотипом нельзя понимать однозначно: если есть информация (аллель), то обязательно должен развиться соответствующий вариант признака. При эпистазе, например, имеющаяся в генотипе наследственная информация может не проявиться фенотипически в силу эпистатического действия со стороны неаллельного гена. В случае полимерии степень выраженности признака зависит от количества взаимодействующих аллелей. При модифицирующем взаимодействии изменяется интенсивность проявления генов. Все это свидетельствует о том, что третьим важнейшим условием для развития признака является наличие определенного сочетания неаллельных генов в системе генотипа.

Перечисленные условия: наличие соответствующей наследственной информации, определенный характер взаимоотношений в паре аллелей и взаимодействия с другими генами в генотипе — определяют степень выраженности и частоту проявления отдельных генов в признак, что характеризуется показателями экспрессивности и пенетрантности. Экспрессивность характеризует степень выраженности признака, контролируемого данным геном (или генами), и может зависеть в значительной мере от дозы аллеля, количества взаимодействующих полимерных генов, модифицирующего действия других генов в генотипе и т. д. Пенетрантностъ — это показатель проявляемости гена в признак; она измеряется процентом особей, у которых определенный аллель гена реализуется в признак, по отношению ко всем носителям данного аллеля. Непроявление гена в признак может быть связано с различными типами взаимодействия между генами в генотипе, например с эпистазом.

Следовательно, можно сделать вывод, что в основе развития отдельных признаков и фенотипа в целом лежит наследственная информация, получаемая организмом от родителей и заключенная в его генотипе. Однако так ли жестко определен развивающийся фенотип наследственным материалом, заключенным в генотипе? Иными словами: так ли строго предопределены все индивидуальные особенности организма, проявляющиеся в процессе его развития? Рассмотрим следующий пример. Растения китайской примулы, выращиваемые при температуре 15—20° С и средней влажности, цветут белыми цветами. Если выращивать их в оранжерейных условиях, т. е. при повышенной влажности и температуре 30—35° С, то на них распускаются красные цветы. Этот пример свидетельствует о том, что, очевидно, в генотипе растений имеется соответствующая информация о синтезе красного пигмента, но она не проявляется при низких температурах, повышение температуры и влажности способствует проявлению соответствующих наследственных задатков. Другой пример. У кроликов с гималайской окраской шерсти в генотипе имеется аллель, обеспечивающий синтез пигмента только при пониженных температурах. В связи с этим пигмент в шерсти у этих животных синтезируется только на участках тела с более низкой температурой (кончики ушей, конечностей, хвоста). Интересно, что если у такого кролика выщипать шерсть на спине, а затем содержать его при низкой температуре, то и на спине вырастет пигментированная шерсть (рис. 3.42). В определении пола у морского червя бонелии ведущую роль играют условия развития личиночной стадии. Если личинка развивается свободно плавая в воде, из нее образуется женская особь. В том случае если личинка прикрепляется к хоботку самки и развивается на нем, из нее образуется мужская особь (рис. 3.43). Из приведенных примеров следует, что информация, заключенная в генотипе, определяет возможность развития признака, но немаловажную роль в процессе его формирования играют условия среды, в которых реализуется эта информация. Среда влияет на экспрессивность и пенетрантность, изменяя их в зависимости от условий.

Влияние условий среды на фенотипическое проявление гена

Рис. 3.42. Влияние условий среды на фенотипическое проявление гена. Черное пятно на спине у кролика с гималайской окраской шерсти появилось после выщипывания в этом месте волос и их развития в условиях низкой температуры

Роль условий среды в развитии фенотипа. Фенотипическое определение пола у морского червя

Рис. 3.43. Роль условий среды в развитии фенотипа. Фенотипическое определение пола у морского червя:

1 — самка; 2 — яйца; 3 — личинка; 4 — молодая самка; 5 — самец; 5’ — самец

в увеличенном виде

Таким образом, представляя собой совокупность всех признаков и свойств организма, формирующихся в процессе его индивидуального развития, фенотип является продуктом реализации наследственной программы, заключенной в генотипе, в определенных условиях среды.

Фенотип организма представляет собой совокупность всех его индивидуальных особенностей, формирующихся в процессе его развития. Необходимым условием для развития отдельных признаков и фенотипа в целом является наличие соответствующей наследственной информации, представленной генами, объединенными в генотип. Сложные взаимоотношения и взаимодействия генов в генотипе в целом обусловливают возможность развития определенного фенотипа. Однако эта возможность осуществляется в той или иной степени лишь при наличии соответствующих условий, в которых происходит реализация наследственной информации. Проявляемость гена в признак (генотипа в фенотип) характеризуется показателями экспрессивности и пене- трантности.

Вопросы для самоконтроля

  • 1. Что такое признак?
  • 2. Что такое фенотип?
  • 3. Какие условия необходимы в первую очередь для развития признака?
  • 4. Каким образом сочетание аллельных генов влияет на формирование признака?
  • 5. Какое значение имеет сочетание неаллельных генов в генотипе для развития отдельных признаков?
  • 6. Что такое экспрессивность и пенетрантность?
  • 7. Приведите примеры, подтверждающие важную роль среды в определении отдельных признаков.
  • 8. Какие факторы определяют развитие фенотипа?
  • 9. Какова вероятность появления потомства с 1(0) группой крови от брака двух гомозигот по генам II и III групп, гетерозиготных по локусу Льюис (Hh)?
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>