Роль генотипу і умов зовнішнього середовища у формуванні фенотипу

Все різноманіття всього живого і його постійне вдосконалення були б неможливі без мінливості. Це пов’язано з тим, що генотип послідовно реалізується в фенотип в ході індивідуального розвитку організму і в певних умовах середовища проживання, чинники якої (коливання освітленості, температури, вологості, умов харчування, взаємовідносин з іншими організмами та ін) часто надають визначальне значення на прояв і розвиток того чи іншої ознаки і властивості. Тому організми, що мають однакові генотипи, можуть помітно відрізнятися один від одного за фенотипом. Наведемо кілька прикладів.

Якщо рослини примули, які в звичайних умовах мали червоні квіти, перенести в оранжерею і утримувати їх там при температурі 30-35 ° С і високої вологості, то через деякий час всі квітки у них виявляються білими. Якщо ці ж рослини знову помістити в звичайні (кімнатні) умови, то розпустилися квітки будуть червоними.

Іншим класичним прикладом, що ілюструє вплив зовнішнього середовища на прояв якісних ознак, служить зміна забарвлення шерсті у гімалайського кролика. Зазвичай при 20 ° С у цього кролика шерсть біла, за винятком чорних вух, лап, хвоста і мордочки. При 30 ° С такі кролики виростають повністю білими. Якщо ж у гімалайського кролика збрити шерсть на боці або спині і утримувати його при температурі повітря нижче +2 ° С, то замість білої вовни виросте чорна. Але якщо збрити шерсть на вусі, то в звичайних умовах там знову виросте чорна шерсть.

Ці спостереження пояснюють, чому гімалайські кролики народжуються білими, без ділянок чорної шерсті: їх ембріональний розвиток відбувається в умовах високої температури.

Відомо, що всі ознаки і властивості організму спадково детерміновані, проте організми наслідують не самі ознаки і властивості, а лише можливість їх розвитку. Для прояву і розвитку ознаки необхідні відповідні умови зовнішнього середовища.

Але навіть у тому випадку, коли прояв і розвиток тієї чи іншої ознаки відбувається, ступінь його вираженості буває

різною залежно від умов зовнішнього середовища: при одних вона посилюється, при інших послаблюється. Межі цих змін визначені можливостями, закладеними в генотипі.

Межі модифікаційної мінливості ознаки, обмежені дією генотипу, називають його нірного реакції.

Для різних ознак і властивостей організмів кордону, що визначаються нормою реакції, неоднакові. Найбільшою пластичністю і мінливістю характеризуються кількісні ознаки: насіннєва продуктивність злаків, величина удою у великої рогатої худоби, маса тварин, кількість і розміри листя і колосків у рослин і т. д. У той же час якісні ознаки (масть тварин, забарвлення насіння, квіток і плодів, остистого і опушенность колоса у рослин) мало залежать від умов середовища.

Так, у великої рогатої худоби удій багато в чому визначається умовами його утримання. При підборі кормів потрібної якості та кількості цінна порода худоби може дати 5-6 тис. кг молока на рік, а у разі погіршення умов утримання продуктивність знижується до 2,5 тис. кг і навіть нижче. Що стосується масті тварин, то при самих різних умовах вона майже не змінюється.

Подібну закономірність можна спостерігати і у рослин. Наприклад, рослини елітного сорту картоплі, вирощені в умовах високої культури агротехніки, дають урожай бульб 500-600 ц/га і більше. Погіршення умов (важкі глинисті грунти, низька культура землеробства та догляду за рослинами) може призвести до того, що врожайність прекрасного сорти картоплі знизиться до 100-150 ц/га і нижче. Правда, забарвлення бульб і їх форма при цьому змінюються в дуже малому ступені.

Розглянуті приклади свідчать про те, що кількісні ознаки мають дуже широкої нормою реакції, а якісні – вужчою.

Таким чином, всі ознаки і властивості кожного сорту рослин і кожної породи тварин можуть змінюватися тільки в межах норми реакції. Тому спроби домогтися високих врожаїв, різко підвищити продуктивність сільськогосподарських тварин тільки за рахунок підвищення рівня культури землеробства, поліпшення умов годівлі та утримання тварин неспроможні. У першу чергу необхідно отримати нові сорти рослин і породи тварин поліпшеного генотипу, чуйні на гарні умови обробітку і вирощування.

По механізму виникнення і характеру змін ознак розрізняють два типи мінливості – спадкову і неспадкову.

Під спадкової мінливістю розуміють здатність до змін самого генетичного матеріалу, а під неспадкової (модифікаційної, чи фенотипової) – здатність організмів реагувати на умови навколишнього середовища і змінюватися в межах норми реакції, яка визначається генотипом.

Посилання на основну публікацію