La variabilité de la modification assure la manifestation d'une nouvelle vitesse de réaction. Caractérisation de la variabilité des modifications

Résumé sur le sujet :

Variabilité des modifications

Résumé terminé

élève de 11e année a

Saguiev Alexandre

Variabilité de modification (phénotypique)- des modifications de l'organisme associées à une modification du phénotype dues à l'influence de l'environnement et sont, dans la plupart des cas, de nature adaptative.

Dans ce cas, le génotype ne change pas. En général, le concept moderne de « modifications adaptatives » correspond au concept de « certaine variabilité », qui a été introduit dans la science par Charles Darwin.

Classification conditionnelle de la variabilité des modifications

En changeant les signes du corps :

1) changements morphologiques

2) adaptations physiologiques et biochimiques - homéostasie (augmentation du taux de globules rouges en montagne, etc.)

En termes de gamme de la vitesse de réaction:

1) étroit (plus typique pour les caractéristiques qualitatives)

2) large (plus typique pour les caractères quantitatifs)

Par valeur :

1) modifications (utiles pour le corps - se manifestent comme une réponse adaptative aux conditions environnementales)

2) les morphoses (changements non héréditaires du phénotype sous l'influence de facteurs environnementaux extrêmes ou de modifications qui surviennent en tant qu'expression de mutations nouvellement émergentes qui n'ont pas de nature adaptative)

3) phénocopies (diverses modifications non héréditaires qui copient la manifestation de diverses mutations) - une sorte de morphoses

Par durée :

1) n'existe que chez un individu ou un groupe d'individus qui ont été influencés par l'environnement (non hérités)

2) modifications à long terme - enregistrées pour deux ou trois générations

Caractérisation de la variabilité des modifications

1) réversibilité - les changements disparaissent lorsque les conditions environnementales spécifiques changent, ce qui les a provoquées

2) caractère de groupe

3) les changements dans le phénotype ne sont pas hérités, la norme de la réaction du génotype est héritée

4) régularité statistique des séries de variation

5) affecte le phénotype sans affecter le génotype lui-même

Mécanisme de variabilité des modifications

1) L'environnement comme motif de modifications

La variabilité de modification n'est pas le résultat de changements dans le génotype, mais de sa réponse aux conditions environnementales. Avec la variabilité des modifications, le matériel héréditaire ne change pas - la manifestation des gènes change.

Sous l'influence de certaines conditions environnementales sur le corps, le cours des réactions enzymatiques (activité enzymatique) change et la synthèse d'enzymes spécialisées peut se produire, dont certaines (MAP kinase, etc.) sont responsables de la régulation de la transcription des gènes, en fonction sur les changements environnementaux. Ainsi, les facteurs environnementaux sont capables de réguler l'expression des gènes, c'est-à-dire l'intensité de leur production de protéines spécifiques dont les fonctions correspondent à des facteurs environnementaux spécifiques. Par exemple, quatre gènes sont responsables de la production de mélanine, qui sont situés sur des chromosomes différents. Le plus grand nombre d'allèles dominants de ces gènes - 8 - se trouve chez les personnes de race négroïde. Lorsqu'elles sont exposées à un environnement spécifique, par exemple une exposition intense aux rayons ultraviolets, les cellules de l'épiderme sont détruites, ce qui entraîne la libération d'endothéline-1 et d'eicosanoïdes. Ils provoquent l'activation de l'enzyme tyrosinase et sa biosynthèse. La tyrosinase, à son tour, catalyse l'oxydation de l'acide aminé tyrosine. Une formation supplémentaire de mélanine a lieu sans la participation d'enzymes, cependant, une plus grande quantité d'enzyme provoque une pigmentation plus intense.

2) Vitesse de réaction

La limite de manifestation de la variabilité de modification de l'organisme avec un génotype inchangé est la norme de réaction. La vitesse de réaction est déterminée par le génotype et diffère selon les individus d'une espèce donnée. En fait, la norme de réaction est le spectre des niveaux possibles d'expression génique, parmi lesquels est sélectionné le niveau d'expression le plus adapté aux conditions environnementales données. La vitesse de réaction a une limite pour chaque espèce - par exemple, une alimentation accrue entraînera une augmentation du poids de l'animal, mais elle se situera dans la plage de la vitesse de réaction caractéristique d'une espèce ou d'une race donnée. La vitesse de réaction est génétiquement déterminée et héritée.

Pour différents changements, il existe différentes limites de la vitesse de réaction. Par exemple, la quantité de production laitière, la productivité des céréales (changements quantitatifs) varient considérablement, l'intensité de la couleur des animaux, etc., varie légèrement (changements qualitatifs). Conformément à cela, la vitesse de réaction peut être large (changements quantitatifs - la taille des feuilles de nombreuses plantes, la taille du corps de nombreux insectes, en fonction des conditions d'alimentation de leurs larves) et étroite (changements qualitatifs - la couleur des pupes et des adultes de certains papillons). Néanmoins, certains traits quantitatifs se caractérisent par une vitesse de réaction étroite (teneur en matière grasse du lait, nombre d'orteils chez les cobayes), et pour certains traits qualitatifs, large (par exemple, les changements de couleur saisonniers chez de nombreuses espèces d'animaux dans les latitudes nordiques ).

Analyse et modèles de variabilité des modifications

1) Série de variantes

Un affichage classé de la manifestation de la variabilité de modification - une série de variation - une série de variabilité de modification d'une propriété d'un organisme, qui se compose de propriétés individuelles de modifications, disposées dans l'ordre d'augmenter ou de diminuer l'expression quantitative de la propriété (taille des feuilles, changement dans l'intensité de la couleur de la laine, etc.). Un seul indicateur du rapport de deux facteurs dans une série de variations (par exemple, la longueur du pelage et l'intensité de sa pigmentation) est appelé variation. Par exemple, le blé poussant dans un champ peut différer considérablement du nombre d'épis et d'épillets en raison de différents indicateurs du sol, de l'humidité dans le champ. Après avoir compilé le nombre d'épillets dans une oreille et le nombre d'épis, il est possible d'obtenir une série de variation sous forme statistique :

Série variationnelle de la variabilité de la modification du blé

2) Courbe de variation

L'affichage graphique de la manifestation de la variabilité de la modification - la courbe de variation - affiche à la fois la plage de variation de la propriété et la fréquence des variantes individuelles. La courbe montre que les plus courantes sont les variantes moyennes de la manifestation du trait (loi de Quetelet). La raison en est apparemment l'effet des facteurs environnementaux sur le cours de l'ontogenèse. Certains facteurs suppriment l'expression des gènes, tandis que d'autres, au contraire, l'augmentent. Presque toujours, ces facteurs, agissant simultanément sur l'ontogenèse, se neutralisent, c'est-à-dire qu'on n'observe ni diminution ni augmentation de la valeur d'un trait. C'est la raison pour laquelle les individus avec des expressions extrêmes du trait sont trouvés en nombre significativement plus petit que les individus avec une taille moyenne. Par exemple, la taille moyenne d'un homme - 175 cm - est la plus courante dans les populations européennes. Lors de la construction d'une courbe de variation, vous pouvez calculer la valeur de l'écart type et, sur cette base, créer un graphique de l'écart type par rapport à la médiane - la valeur la plus courante de la caractéristique.

Graphique de l'écart type basé sur la courbe de variation "variabilité de modification du blé"

Variabilité de modification dans la théorie de l'évolution

1) darwinisme

En 1859, Charles Darwin a publié un ouvrage sur l'évolution intitulé L'origine des espèces par sélection naturelle, ou la préservation des races favorables dans la lutte pour la vie. Dans ce document, Darwin a montré le développement progressif des organismes à la suite de la sélection naturelle.

La sélection naturelle consiste en un tel mécanisme :

1) tout d'abord, un individu apparaît avec de nouvelles propriétés complètement aléatoires (formées à la suite de mutations)

2) alors elle s'avère ou n'est pas capable de laisser une progéniture, en fonction de ces propriétés

3) enfin, si le résultat de l'étape précédente s'avère positif, alors elle laisse une descendance et ses descendants héritent des propriétés nouvellement acquises

De nouvelles propriétés d'un individu sont formées à la suite de la variabilité héréditaire et de modification. Et si la variabilité héréditaire est caractérisée par un changement de génotype et que ces changements sont hérités, alors avec la variabilité de modification, la capacité du génotype des organismes est héritée de changer le phénotype lorsqu'il est exposé à l'environnement. Sous l'influence constante des mêmes conditions environnementales sur le génotype, des mutations peuvent être sélectionnées, dont l'effet est similaire à la manifestation de modifications, et, ainsi, la variabilité des modifications se transforme en variabilité héréditaire (assimilation génétique des modifications). Un exemple serait le pourcentage élevé constant de pigment mélanique dans la peau des races négroïdes et mongoloïdes par rapport au Caucasoïde. Darwin a appelé la variabilité de la modification spécifique (groupe). Une certaine variabilité se manifeste chez tous les individus normaux de l'espèce qui ont subi une certaine influence. Une certaine variabilité élargit les limites d'existence et de reproduction de l'organisme.

2) Sélection naturelle et variabilité des modifications

La variabilité des modifications est étroitement liée à la sélection naturelle. La sélection naturelle a quatre directions, dont trois visent directement la survie d'organismes présentant différentes formes de variabilité non héréditaire. C'est une sélection stabilisatrice, propulsive et perturbatrice. La sélection stabilisante se caractérise par la neutralisation des mutations et la formation d'une réserve de ces mutations, qui conditionne le développement du génotype à phénotype constant. En conséquence, les organismes avec une vitesse de réaction moyenne dominent dans des conditions d'existence constantes. Par exemple, les plantes génératives conservent la forme et la taille d'une fleur qui correspondent à la forme et à la taille de l'insecte qui pollinise la plante. La sélection perturbatrice se caractérise par l'ouverture de réserves avec des mutations neutralisées et la sélection subséquente de ces mutations pour former de nouveaux génotypes et phénotypes adaptés à l'environnement. En conséquence, les organismes avec une vitesse de réaction extrême survivent. Par exemple, les insectes avec de grandes ailes sont plus résistants aux rafales de vent, tandis que les insectes de la même espèce avec des ailes faibles sont emportés. La sélection motrice est caractérisée par le même mécanisme que la sélection perturbatrice, mais elle vise la formation d'une nouvelle vitesse de réaction moyenne. Par exemple, les insectes développent une résistance aux produits chimiques.

Nous savons que la variabilité de modification est un cas particulier de variabilité non héréditaire.

Variabilité des modifications - la capacité des organismes avec le même génotype se développer différemment dans des conditions environnementales différentes. Dans la population de tels organismes, un certain un ensemble de phénotypes. Dans ce cas, les organismes doivent être le même âge.

Modifications - il s'agit de différences phénotypiques non héréditaires survenant sous l'influence des conditions environnementales chez des organismes du même génotype (Karl Nageli, 1884).

Exemples de modifications largement connus et nombreux.

La morphologie des feuilles en renoncule d'eau et pointe de flèche dépend de l'environnement, aérien ou sous-marin, ils se développent.

Pointe de flèche (Sagittaire sagittaefolia) a diverses feuilles : en forme de flèche (au-dessus de l'eau), en forme de cœur (flottant) et en forme de ruban (sous l'eau). Par conséquent, la pointe de flèche est héréditairement déterminée non par une certaine forme de feuille, mais par la capacité, dans certaines limites, de changer cette forme en fonction des conditions d'existence, ce qui est fonction adaptative organisme.

Si la partie aérienne de la tige pommes de terre artificiellement refuser l'accès à la lumière, des tubercules suspendus en l'air se développent dessus.

Ont les plies , menant un style de vie inférieur, la partie supérieure du corps est sombre, ce qui la rend invisible à l'approche des proies, et la partie inférieure est claire. Mais si un aquarium à fond de verre n'est pas éclairé par le haut, mais par le bas, la surface inférieure du corps devient sombre.

Lapins hermines ont une fourrure blanche sur le corps, à l'exception du bout du museau, des pattes, de la queue et des oreilles. Si vous rasez une zone, par exemple, sur le dos et maintenez l'animal à basse température (0-1°C), alors de la laine noire pousse dans la zone rasée. Si vous arrachez une partie des poils noirs et placez le lapin dans un environnement à température élevée, les poils blancs repousseront.

Cela est dû au fait que chaque partie du corps a son propre niveau de circulation sanguine et, par conséquent, la température, en fonction du pigment noir qui se forme ou se dégrade - mélanine ... Le génotype reste le même.

Oùchaleureusement , là le pigment se dégrade →blanche couleur de la robe oùfroid (zones distales), là le pigment ne se dégrade pas →le noir laine.

Propriétés du module

S. M. Gershenzon décrit ce qui suit propriétés de modification :

1. Degré de manifestation de la modification proportionnel à la force et à la durée action sur l'organisme du facteur provoquant la modification. Ce modèle distingue fondamentalement les modifications des mutations, en particulier les mutations génétiques.

2. Dans l'écrasante majorité des cas, la modification est utile, réponse adaptative organisme à tel ou tel facteur externe. Ceci peut être vu dans l'exemple des modifications ci-dessus dans divers organismes.

3. Seules les modifications appelées ont une valeur adaptative. changements normaux de la nature conditions données que cette espèce a rencontré plusieurs fois auparavant. Si le corps entre inhabituel , circonstances extrêmes , alors il y a des modifications dépourvues de sens adaptatif - morphose .

Si vous agissez sur les larves ou les pupes les mouches des fruits Les rayons X ou les rayons ultraviolets, ainsi que la température extrêmement tolérable, puis les mouches en développement ont une variété de morphose ( mouches avec des ailes tordues vers le haut, avec des coupures sur les ailes, avec des ailes déployées, avec de petites ailes, phénotypiquement indiscernables des mouches de plusieurs lignées mutantes de drosophile).

4. Contrairement aux mutations, les modifications réversible c'est-à-dire que le changement qui s'est produit disparaît progressivement si l'effet qui l'a causé est éliminé. Ainsi, le coup de soleil d'une personne disparaît lorsque la peau cesse d'être exposée à l'insolation, le volume musculaire diminue après la fin de l'entraînement, etc.

5. Contrairement aux mutations, les modifications ne sont pas héritées . Cette disposition a été la plus discutée au cours de l'histoire de l'humanité. Lamarck croyait que tout changement dans le corps peut être hérité, acquis au cours de la vie (Lamarckisme). Même Darwin a reconnu la possibilité d'hériter de certains changements de modification.

Le premier coup sérieux au concept d'hérédité des traits acquis a été porté A. Weisman ... Pendant 22 générations, il a coupé les queues des souris blanches et les a croisées ensemble. Au total, 1592 individus ont été examinés et aucun raccourcissement de la queue n'a été trouvé chez les souris nouveau-nées. Les résultats de l'expérience ont été publiés en 1913, mais il n'y en avait pas particulièrement besoin, puisque blessure délibérée chez l'homme faites pour des raisons rituelles ou "esthétiques" - la circoncision, le perçage des oreilles, la défiguration des pieds, du crâne, etc., comme vous le savez, ne sont pas non plus héréditaires.

En URSS dans les années 30-50. les théories erronées sont répandues Lyssenko sur l'hérédité des "traits acquis", c'est-à-dire des modifications. De nombreuses expériences menées sur différents organismes ont montré la non-héritabilité des modifications, et les recherches de ce type ne sont plus intérêt historique. En 1956-1970. F. Ruisseau a formulé la soi-disant "Le dogme central de la biologie moléculaire" , selon laquelle le transfert d'informations n'est possible que de l'ADN vers les protéines, mais pas dans le sens inverse.

Variabilité - la capacité des organismes à acquérir de nouveaux traits qui provoquent des différences entre les individus au sein d'une espèce. La variabilité comme propriété des êtres vivants opposée à l'hérédité. Les sources de variabilité peuvent être des combinaisons et des recombinaisons de matériel génétique, des changements dans la structure d'un gène ou d'un chromosome, l'influence des conditions environnementales. Selon la nature de la variabilité, on distingue deux formes principales : héréditaire et non héréditaire. Le premier d'entre eux est associé à un changement de génotype, le second - le phénotype. Darwin a appelé la variabilité non héréditaire définie et la variabilité héréditaire indéfinie.

formes de variabilité

La variabilité héréditaire et non héréditaire fournit toute la diversité des différences individuelles dans les organismes. Le rôle de chacune des formes de variabilité dans l'évolution du monde organique est différent. La variation héréditaire est un facteur élémentaire d'évolution qui fournit matière à la sélection naturelle et artificielle. La variabilité non héréditaire assure l'adaptation des organismes aux conditions d'un environnement changeant.

Variabilité de modification et propriétés YY

Variabilité des modifications - c'est une forme de variabilité non héréditaire qui est associée à des changements de phénotype dus à l'influence des conditions d'existence et n'est pas associée à des changements de génotype. La variabilité de modification se retrouve dans tous les organismes, quels que soient les modes de reproduction, les espèces et la variété des conditions de vie. Les changements de modification du trait ne sont pas hérités, mais leur vitesse de réaction, c'est-à-dire la plage de variabilité, est héréditaire et est déterminée par le génotype. La variabilité de modification, en règle générale, est de nature opportune, correspond aux conditions d'existence et est adaptative. Les modifications sont des changements phénotypiques qui se produisent sous l'influence des conditions environnementales. leur apparition est due au fait que les conditions environnementales affectent les réactions enzymatiques se produisant dans le corps et modifient d'une certaine manière leur cours. Ceci explique notamment l'apparition de différentes couleurs de fleurs de primevère et le dépôt de pigment dans les poils des lapins himalayens. Des exemples de variabilité de modification chez l'homme peuvent être une pigmentation accrue sous l'influence d'une irradiation ultraviolette, le développement des systèmes musculaire et squelettique à la suite d'un effort physique, etc.

Les propriétés générales de la variabilité de modification sont :

1 ) Polyvalence - présent dans tous les organismes, quels que soient les modes de reproduction, les espèces et la variété des conditions de vie ;

2 ) certitude - la même action provoque une modification égale et bien définie chez tous les individus génétiquement similaires (par exemple, tous les individus de la plante à pointe de flèche immergés dans l'eau forment des feuilles longues et minces, et ceux qui poussent sur terre - en forme de flèche);

3 ) caractère de masse - une certaine influence peut provoquer l'apparition de modifications similaires chez tous les individus génétiquement similaires ;

4 ) NON hérité (par exemple, les souris sans queue qui ont la queue coupée ont toujours des souris à queue)

5 ) temporaire - les modifications peuvent disparaître au cours de la vie d'un individu si l'action du facteur qui les provoque cesse (par exemple, le salage d'une personne disparaît complètement en hiver)

6 ) les changements de modification qui se produisent principalement dans les premiers stades de l'ontogenèse peuvent persister tout au long de la vie d'un individu, mais ne sont pas hérités(par exemple, les parents qui ont eu du rachitisme ont des enfants normaux) ;

7 ) se concentrer - les modifications visent à adapter les organismes aux changements d'action de certains facteurs environnementaux (par exemple, le bronzage protège une personne des effets nocifs du rayonnement solaire, le remplacement des poils de mammifères par de la laine épaisse pendant la mue automnale aide à protéger contre les basses températures);

8 ) nature adaptative - la plupart des modifications sont des réactions adaptatives utiles des organismes (par exemple, en réponse à l'exposition au soleil, la peau humaine s'assombrit).

La variabilité de modification joue un rôle exceptionnel dans la vie des organismes, assurant, en règle générale, leur adaptabilité aux conditions environnementales changeantes. Cependant, sous l'influence de facteurs physiques et chimiques, avec lesquels l'organisme ne se produit pas dans la nature (ou se produit à des doses beaucoup plus faibles, ou n'a pas eu à rencontrer ses ancêtres), des modifications se produisent qui n'ont aucune valeur adaptative. De telles modifications sont appelées morphose. Par exemple:

■ si vous ombragez la tige de la pomme de terre, les tubercules n'apparaîtront pas dans le sol, mais au-dessus du sol ;

■ l'ajout de sels d'argent à l'alimentation des larves de drosophile entraîne une coloration jaune du corps et des villosités ;

■ l'effet de l'alcool au cours du développement embryonnaire est le syndrome d'alcoolisme foetal (retard mental, strabisme, malformations cardiaques, nanisme, microcéphalie…).

Schémas statistiques de la variabilité des modifications

La variabilité de modification obéit à certaines lois statistiques. Pour déterminer ces modèles, il est nécessaire d'analyser le comportement des signes pour un certain ensemble d'observations, appelé échantillonnage. L'échantillon peut comprendre de 10 à 1000 observations. Sur la base des données de l'échantillon, une série de variabilité d'un trait, ou une série de variation, est construite.

Série variationnelle - une séquence d'indicateurs numériques des manifestations d'une certaine caractéristique (option) classés par ordre croissant ou décroissant.

Les caractéristiques de la série de variation peuvent être tracées graphiquement sous la forme d'une courbe de variation.

Courbe de variation - Il s'agit d'une expression graphique d'indicateurs quantitatifs de la variabilité d'un certain trait, qui illustre à la fois l'étendue de la variabilité et la fréquence d'occurrence des variantes individuelles.

Pour caractériser la variabilité du trait, on calcule moyenne valeur (M) selon la formule : M = (vp) / n, où M- la valeur moyenne de la caractéristique, v- option, G.- fréquence des options, η - nombre total d'options.

Dans l'étude des signes, un certain nombre de modèles statistiques se manifestent le plus souvent.

Tout signe ne peut changer que dans certaines limites. Les gènes ne déterminent pas la manifestation des signes, mais la vitesse de réaction panneaux, c'est-à-dire certaines limites dans lesquelles ils peuvent varier en fonction de l'intensité de l'impact des facteurs environnementaux. Par exemple, dans une plante d'intérieur de primevère de Chine à une température de 15 à 20 ° C, les fleurs sont rouges et à 30 à 35 ° C, elles sont blanches.

Différents signes ont des portées différentes. taux de réaction. La vitesse de réaction est la limite de la variabilité de modification du trait, lequel sont déterminés génotype. Pour pour étudier la vitesse de réaction, on utilise du matériel génétiquement homogène, qui est placé dans diverses conditions environnementales (clones, lignées pures, jumeaux identiques). Les limites de la norme de réaction sont déterminées par le génotype, mais la manifestation phénotypique au sein de la norme de réaction peut changer sous l'influence des conditions environnementales. La vitesse de réaction pour différents signes peut être non ambigu(par exemple, groupes sanguins, couleur œil) , étroit(teneur en matière grasse du lait de vache), large(la quantité de lait chez les vaches). Pour étudier le taux de réaction des signes et identifier les modèles de leur manifestation, ils sont utilisés méthodes mathématiques, et la science s'appelle biométrie. La détermination de la vitesse de réaction joue un rôle important dans la culture des plantes (pour obtenir des rendements élevés) et l'élevage (pour augmenter la productivité), en médecine (pour développer des critères d'indicateurs normaux chez une personne en bonne santé).

La plupart des organismes ont une valeur de trait moyenne ou proche de la moyenne. En effet, une combinaison de conditions uniquement favorables ou uniquement défavorables est rare. Il y a très peu d'organismes avec de grands écarts de traits par rapport aux valeurs moyennes dans la nature.

La gamme de variabilité de modification est influencée par des conditions externes et internes. Plus les conditions externes de développement de ces individus sont homogènes, moins la variabilité de modification se manifeste. L'expression phénotypique d'un gène est fortement influencée par d'autres gènes (par exemple, la croissance humaine est déterminée par plusieurs paires de gènes polymères). Le développement du trait est également influencé par les systèmes de régulation du corps (par exemple, la couleur vive des plumes des coqs est due à l'action de l'hormone sexuelle mâle, et l'introduction d'hormones femelles supprime le développement de cette trait).

Dans ce cas, le changement spécifique modifié du trait qui s'est produit n'est pas hérité, mais la plage de cette variabilité, ou la vitesse de réaction, est génétiquement déterminée et héritée. Les modifications ne persistent que pendant toute la vie d'un organisme donné.

Les caractéristiques quantitatives et qualitatives sont soumises à une variabilité de modification. L'apparition de modifications est due au fait que des facteurs environnementaux aussi importants que la lumière, la chaleur, l'humidité, la composition chimique et la structure du sol, l'air, affectent l'activité des enzymes et, dans une certaine mesure, modifient le cours des réactions biochimiques. se produisant dans un organisme en développement. Ceci explique notamment l'apparition de différentes couleurs de fleurs chez la primevère et la laine chez les lapins himalayens, comme évoqué plus haut.

Des exemples de variabilité de modification chez l'homme sont une pigmentation accrue de la peau (coup de soleil) sous l'influence des rayons ultraviolets, un développement puissant du système musculo-squelettique à la suite d'un effort physique, etc. La variabilité de modification devrait également inclure le phénomène d'homéostasie physiologique - la capacité des organismes résister à des conditions environnementales fluctuantes grâce à une réponse adaptative. Ainsi, lorsqu'une personne se trouve à différentes hauteurs au-dessus du niveau de la mer, un nombre inégal d'érythrocytes est produit : dans 1 mm j de sang chez les personnes vivant dans les zones au niveau de la mer, il y en a deux fois moins que chez les personnes vivant en altitude. montagnes.

Le nombre de globules rouges augmente proportionnellement à l'élévation au-dessus du niveau de la mer. Ce phénomène s'explique facilement si l'on se souvient que la fonction principale des globules rouges est de transporter l'oxygène des poumons vers les tissus et le dioxyde de carbone des tissus vers les poumons. Une augmentation de l'altitude s'accompagne d'une diminution de la concentration d'oxygène dans l'atmosphère, ce qui entraîne un manque d'oxygène dans les tissus. Par conséquent, le besoin urgent d'oxygène oblige les humains et les animaux à réagir de manière adaptative en modifiant le nombre de globules rouges à différentes altitudes.

Cette réaction est réversible : se déplacer vers des endroits situés au niveau de la mer entraîne une diminution du nombre de globules rouges dans le sang.

Analyse statistique de la variabilité des modifications. Des environnements conditionnels tels que l'humidité, la température, l'éclairage, les propriétés physiques du sol et sa fertilité, la profondeur de plantation des graines, l'interaction et la compétition des plantes avec d'autres cohabitants, ne sont jamais identiques, même dans le même champ. Par conséquent, la longueur des épis de blé dans un champ peut varier de 6 à 14 cm et la taille des feuilles d'un arbre varie parfois dans des limites encore plus larges, bien que leur génotype soit le même. Si les feuilles ou les épis sont disposés dans l'ordre croissant ou décroissant de leur longueur, il s'avère variation série de variabilité de cette caractéristique, consistant en des option, c'est-à-dire le nombre de feuilles d'un arbre ou d'épillets dans un épi de blé qui ont les mêmes indicateurs.

Les calculs montrent que la fréquence d'apparition des variantes individuelles dans les séries de variation n'est pas la même. Le plus souvent, la valeur moyenne du trait est retrouvée, et vers les deux extrémités de la série de variation, la fréquence d'occurrence diminue naturellement. Considérons cela à partir de l'exemple de la variabilité du nombre d'épillets dans un épi de blé. Prenons au hasard (sans choisir) 100 oreilles d'une sorte et comptons le nombre d'oreilles dans chacune d'elles. Les nombres résultants (options) seront classés dans l'ordre croissant de la caractéristique et nous calculerons combien de fois chaque option v apparaît dans chaque ligne R, puis on les regroupe, c'est-à-dire qu'on compose une série de variations :

La distribution de la variante dans cette série peut être exprimée graphiquement sur le graphique (Fig. 3.12). Pour ce faire, les valeurs de la variante v sont portées sur l'axe des abscisses dans l'ordre de leur augmentation, sur l'axe des ordonnées - la fréquence d'occurrence R chaque option.

L'expression graphique de la variabilité d'un trait, reflétant à la fois l'étendue des variations et la fréquence d'occurrence des variantes individuelles, est appelée courbe de variation. Il a été constaté que la variabilité des modifications chez les plantes, les animaux et les humains a des caractéristiques communes.

Riz. 3.12... Courbe de variation du nombre d'épillets dans un épi de blé.

La courbe sur le graphique est généralement symétrique, surtout lorsqu'un grand nombre d'individus sont étudiés. Cela signifie que des variations, grandes et petites, différant de la moyenne arithmétique du même montant, se produisent également souvent. Il s'ensuit que les valeurs minimales et maximales doivent être rencontrées très rarement, mais avec la même fréquence.

Le sens des modifications. La variabilité de la modification dans les conditions naturelles est de nature adaptative et, en ce sens, est d'une grande importance dans l'évolution. Les modifications adaptatives conditionnées par la norme de réaction permettent à l'organisme de survivre et de laisser une progéniture dans les conditions environnementales modifiées.

La connaissance des modèles de variabilité des modifications est également d'une grande importance pratique, car elle permet de prévoir et de planifier à l'avance l'utilisation maximale des capacités de chaque variété végétale et race animale. En particulier, la création de conditions optimales connues pour la réalisation du génotype assure leur productivité élevée.

Cette approche s'applique également aux humains. Chaque enfant a certaines capacités, parfois même dans plusieurs domaines. La tâche des psychologues et des enseignants est de trouver cette zone le plus tôt possible et d'assurer le développement maximal de l'enfant dans cette direction (avec l'enseignement général), c'est-à-dire, dans la norme de réaction, d'atteindre le niveau maximal de réalisation de son génotype.

La variabilité de modification est une propriété assez importante des organismes pour s'adapter à l'environnement extérieur. Il s'agit d'un complexe de réactions qu'un organisme ou une population entière aux changements des conditions environnementales. Par exemple, sous le soleil, la peau s'assombrit plus ou moins chez chaque personne.

Variabilité de modification et ses propriétés

Cette propriété des organismes présente certaines caractéristiques :

• La variabilité de modification affecte exclusivement le phénotype (traits externes), mais n'affecte en aucun cas le génotype (un ensemble individuel d'informations génétiques).
• Il s'agit d'un groupe - si certaines conditions environnementales affectent un groupe d'organismes, alors tous ses représentants ont les mêmes signes.
• Réversibilité - des changements apparaissent avec l'influence constante de certains facteurs. Si l'organisme est transféré dans d'autres conditions ou si l'influence du facteur est éliminée, les changements phénotypiques disparaissent.
• Les changements survenus sous l'influence de facteurs externes ne sont pas hérités.

Il convient de noter que la variabilité des modifications est d'une grande importance pour le processus. Le fait est que dans la nature survivent les organismes les plus adaptés aux conditions, en particulier avec un changement brutal des facteurs externes. Combinatoire et loin d'être complètement, le corps a la capacité de s'adapter.

Variabilité des modifications : exemples

Dans la nature, vous pouvez trouver d'innombrables exemples de tels changements dans le corps. Vous trouverez ci-dessous les plus courantes.

• Lors de l'escalade de montagnes, où les conditions environnementales changent, une augmentation du nombre de globules rouges est observée dans le sang d'une personne ou d'un animal, ce qui fournit un apport normal en oxygène.
• Lorsqu'il est exposé aux rayons ultraviolets dans les tissus cutanés, une libération accrue de pigments commence.
• À la suite d'un entraînement intense et constant, la masse musculaire augmente considérablement. Après l'arrêt de l'exercice, le corps perd progressivement son élasticité, les muscles diminuent de taille.
• Si le lièvre blanc de l'Himalaya est déplacé dans des conditions climatiques modérées et qu'une partie du corps est rasée, le nouveau pelage sera gris.
• Si les arbres ont déjà des feuilles complètement fleuries et que la nuit ils seront exposés à des températures inférieures à zéro, vous remarquerez le matin une teinte rougeâtre caractéristique.

Afin de comprendre la nature des dispositifs de modification, il est nécessaire de considérer d'autres formes de variabilité.

Variabilité combinatoire

Cette variabilité résulte de la fusion des gamètes. Considérons maintenant un exemple : si le père de l'enfant a les cheveux foncés, et la mère a les cheveux blonds, et l'enfant peut naître avec les yeux verts et les cheveux blonds, ou les cheveux foncés et les yeux bleus. Ce sont ces changements phénotypiques dans la descendance qui sont fournis par la variabilité combinatoire.

Variabilité mutationnelle

Des changements surviennent lorsque le corps est exposé à des agents mutagènes de nature chimique, physique ou biologique. Variabilité mutationnelle, par opposition à la modification :

• survient spontanément, et il est presque impossible de le prévoir;
• provoque des changements dans le matériel génétique;
• les changements mutationnels sont persistants et héréditaires ;
• les mutations peuvent être à la fois bénignes et provoquer des pathologies jusqu'au décès ;
• ils ne dépendent pas des conditions environnementales;
• survenir chez des individus individuels;

Comme vous pouvez le voir, la variabilité est un processus très complexe qui affecte à la fois les caractéristiques génotypiques et phénotypiques. C'est grâce à des modifications, des combinaisons et des mutations que les organismes ont progressivement changé, s'améliorant et s'adaptant aux changements.