Онтогенетическая изменчивость

Практическое применение данных об онтогенетической изменчивости

Генетика и селекция

Онтогенетическая изменчивость играет важную роль в генетических исследованиях и селекции. Изучение онтогенеза помогает выявлять гены, ответственные за конкретные фенотипические изменения. Также это помогает разработать более эффективные методы селекции на основе возрастных характеристик.

Медицина и фармакология

Познание онтогенеза живых организмов позволяет более точно понимать процессы развития отдельных органов и систем, а также захватить преимущества изучения этих процессов в педиатрической практике. Также изменчивость этих процессов может помочь в разработке новых лекарственных препаратов для детей и взрослых.

Экология и охрана природы

Изучение онтогенеза животных и растений позволяет получить информацию о влиянии таких факторов, как изменение климата, загрязнение и различные формы давления со стороны человека на их жизнедеятельность. Эти данные могут быть использованы в экологических исследованиях и охране природы.

Образование

Данные об онтогенетической изменчивости могут быть использованы для улучшения учебных программ, в том числе в рамках биологического образования. Изучение онтогенеза может помочь студентам лучше понимать такие процессы, как рост и развитие, а также появление различных фенотипических изменений.

Исследование эволюции

Онтогенез может послужить важным инструментом для изучения эволюции различных организмов. Изменения в онтогенезе могут помочь установить эволюционные связи между видами и понять, какие причины стоят за изменениями в их фенотипических особенностях.

Примерный практический применение данных об онтогенетической изменчивости
Область применения
Описание

Генетика и селекция
Выявление генов, ответственных за конкретные фенотипические изменения, и разработка более эффективных методов селекции на основе возрастных характеристик.
Медицина и фармакология
Получение информации о процессах развития органов и систем для более точного лечения и разработки лекарственных препаратов как для детей, так и для взрослых.
Экология и охрана природы
Получение информации о влиянии на животных и растения различных факторов, в том числе загрязнения и изменения клматических условий, и их использование в экологических исследованиях и охране природы.
Образование
Улучшение учебных программ по биологии, помощь студентам лучше понимать процессы роста и развития.
Исследование эволюции
Установление эволюционных связей между видами и понимание причин изменений в фенотипических особенностях.

Онтогенетическая изменчивость. Причины и значение

Как выжить некоторым более слабым видам в тяжелых природных условиях? Для их выживания в их генах встроен механизм адаптации, то есть изменения своих свойств под действием сил природы, таких как температура воздуха, ветер, солнце.

Генетическая программа определяет формирование бабочки из куколки и развитие взрослой рыбы из маленькой икринки. Во время этого длительного развития все эндогенные и экзогенные факторы будут отражаться на фенотипе особи.

Это и есть онтогенетическая изменчивость. Примеры ее в живой природе бесконечны. Интересно разобраться в том, как устроена адаптация.

Изменчивость в биологии. Виды изменчивости

В официальной науке есть такое понятие, как изменчивость. Она и определяет, как сложится взрослый организм и какие признаки приобретет в процессе своего развития. Изменчивость в целом – это способность ораганизма приобретать новые свойства.

Понятие онтогенеза

Что такое онтогенез? Это понятие – одно из основных в курсе биологии. Чтобы лучше понять, что такое онтогенетическая изменчивость, нужно знать о процессе онтогенеза. По сути, ученые выделили вид изменчивости на основе именно этого процесса.

Онтогенез – это процес развития от момента зачатия до рождения. Легко проследить этот процесс на примере развития бабочки. Изначально рождается гусеница (рис. 1), из нее формируется куколка (рис. 2, 3), которая также является циклом жизни. А из куколки вылетает взрослая особь – бабочка. Онтогенез также свойственен и растениям.

Все, что происходит с зиготой (оплодотворенной яйцеклеткой) до завершения формирования животного или человека, можно изучить и проанализировать.

Примеры в природе

Причины онтогенетической изменчивости, исходя из вышесказанного, – это условия окружающей среды и особенности генотипа. Генотип – как формула, которая регулирует все изменения.

Как генотип регулирует изменчивость? Генотип особи регулирет работу определенных генов, которые должны “включиться” в определенный период развития. Наследуется конкретным организмом не сам признак, а тип реакции на некое воздействие среды обитания.

В этом заключается закон природы, который таит ключ к пониманию такого процесса, как онтогенетическая изменчивость. Примеры такой изменчивости найдем в разных странах и на разных континентах.

Такая изменчивость свойственна и животным, и насекомым, и растительному царству.

Маленькая жаба не имеет бугорков вдоль тела, взрослая особь, как видим, по бокам имеет наросты. Меняется цвет кожи жабы на медно-коричневый; и цвет радужной оболочки глаза из ярко-красного становится медно-оранжевым.

Значение изменчивости

Значение онтогенетической изменчивости для живой природы – в первую очередь адаптация каждой особи. Чем онаа лучше, тем больше жизнеспосбности у вида в условиях среды. Еще одно значение изменчивости – это разнообразие фенотипов. Каждая особь имеет, благодаря изменчивости, свои индивидуальные особенности.

Благодаря улучшению адаптации эволюционирует весь вид. Хотя, конечно, эти изменения очень медленны.

Что такое изменчивость?

Изменчивость – это свойство живых организмов, которое заключается в том, что они могут существовать в различных вариантах в ходе своего индивидуального развития при половом или бесполовом размножении.  Изменчивость в свою очередь разделяется на несколько типов:

• наследственная;
• модификационная;
• мутационная;
• онтогенетическая.

Что такое изменчивость в разных ее видах? Давайте разберем, каждый тип по отдельности.

Что такое наследственная изменчивость

Наследственная изменчивость – это свойство, которое задействует изменение фенотипа и при этом существенно появляются новые генотипы.  Перестраивается весь наследственный материал. Эта изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях

Что такое модификационная изменчивость

Теперь узнаем, что такое модификационная изменчивость. Модификационная – это тип изменчивости, который контролируется генотипом организма и при этом наследственный материал не перестраивается, а сама изменчивость зависит от множества факторов окружающей среды.

Что такое мутационная изменчивость

Мутационная изменчивость характеризуется изменением наследственного материала, при этом может меняться сама структура хромосомы и генов, их число. Как правило, мутационная изменчивость проходит спонтанно.

Что такое онтогенетическая изменчивость

Онтогенетическая – заключается в развитии и росте, а также при этапах развития живых организмов. Как правило, при такой изменчивости проходит различие между молодыми и старшими, более взрослыми организмами.

 Когда мутации сохраняются и накапливаются в генофонде популяций, образуется специальный «резерв наследственной изменчивости», который состоит из активных гетерозигот.

Мутации

 А теперь давайте поговорим подробнее о мутациях. Мутация – это спонтанное изменение числа хромосом и их структуры. В свою очередь делится на три типа:

• Генная мутация. В материале происходят процессы,  которые ведут к изменению старых, а также появлению новых признаков в разных направлениях, в том числе и физиологических. Например, в бактерий могут изменятся цвет и форма.
• Хромосомные мутации – это, мутации, которые изначально способствуют изменениям в структуре и числе хромосом.
• Геномные мутации делятся на полиплоидию и аутоплоидию. Полиплоидия: каждому из видов организмов присущ характерный набор хромосом. Аутоплоидия: у полиплоидов повторяется основной набор хромосом.

Что такое резерв наследственной изменчивости

Это “мобилизационный” резерв мутаций. С помощью этого резерва вохникают различные комбинации, новшества последующих поколений.

Изменчивость – как биологическое понятие рассматривалось достаточно давно, и оно имеет свою историю. Фактически, можно говорить, что изучение «изменчивости» берет свое начало ещё из возрождения такой науки как биология, а это более 3000 лет тому назад.

Самыми первыми, кто рассуждал об изменчивости, были грецкие натурфилософы – Платон, Фалес, Анаксимандр, Гераклит. Именно Гераклит сказал фразу, которая и стала легендарной,  даже пользуется популярностью сейчас: «Все течет, все изменяется». Он имел в виду, что жизнь не стоит на месте, люди начинают познавать новое и активно применять свои знания на практике.

А также то, что когда проходит некоторое время, все и в правду меняется. Позднее, люди уже стали понимать, что процессы изменчивости являются биологически важными. Ведь они наблюдали, как стареют деревья, как они изменяют свою форму и цвет – а это уже становилось великим интересом, люди стали проводить опыты, в том числе и над людьми, как «видом».

Как видите, биология тесно повязана с жизнью людей, ведь люди – это и есть субъекты биологии, – одной из самых древних и интересных наук на Земле.

А наша увлекательная статья подходит к концу. Желаю приятного изучения биологии. Старайтесь, учитесь и развивайте в себе все необходимые знания, ведь знания – это наша жизнь. 

Определение онтогенетической изменчивости

Онтогенетическая изменчивость – это изменения, возникающие в генотипе организма в процессе его индивидуального развития, т.е. во время онтогенеза. При этом изменения могут касаться как фенотипических признаков, так и генетической информации.

Онтогенез, или индивидуальное развитие, начинается с зачатия и заканчивается достижением зрелости организма. Весь этот период характеризуется биологическими изменениями, происходящими в организме. В процессе онтогенеза, под влиянием условий среды и генетического наследия, может происходить изменение фенотипических признаков, таких как размеры, форма, цвет и т.д.

Наиболее ярким примером онтогенетической изменчивости является развитие растений и животных. В ходе своего развития, они проходят различные стадии, при этом изменяются их физические характеристики. Онтогенез также может повлиять на генетическую информацию организма, например, на мутации генов, возникающие в процессе деления клеток и передачи наследственных признаков.

Онтогенетическая изменчивость является важным феноменом в биологии, так как позволяет организмам адаптироваться к различным условиям среды и изменять свои свойства в процессе индивидуального развития.

Изменчивость

Изменчивость как основное свойство живой материи

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОБЕСПЕЧИВАЕТ адаптацию на организменном уровне и процесс эволюции на микро- и макроуровнях. Это способность признаков изменять свое фенотипическое состояние. Это способность живых организмов приобретать новые признаки под влиянием факторов окружающей среды.

Генетическая информация определяет потенциал развития свойств и признаков организма, которые реализуются в определенных условиях среды, т.е одна и также наследственная информация в разных условиях проявляется по-разному (н-р, монозиготные близнецы). Наследуется не готовый признак, а определенный тип реакции на воздействие внешней среды.

Экспрессивность – это степень фенотипического проявления данного гена и количественно ее измеряют, используя статистику.Пенетрантность – это частота проявления гена. Выражается в процентном отношении числа особей, имеющих данный признак к числу особей, имеющих данный ген.

В зависимости от условий среды отягощенная наследственность не обязательно должна проявиться.

Сами признаки подразделяются на количественные, для которых характерна непрерывная изменчивость, и качественные, для которых характерна дискретная изменчивость.

Качественные признаки образуют четко фенотипически различаемые группы (группа крови, цвет глаз, форма носа).

Количественные признаки являются результатом взаимодействия различных геном между собой и окружающей средой, поэтому они образуют особое распределение численных значений колоколообразное (это нормальное распределение признаков, когда доля генотипов в промежуточном классе выше, чем в крайних). У человека количественные признаки – вес, рост, цвет кожи и т.д.

Формы изменчивости

• Фенотипическая, или модификационная. По Дарвину – определенная, или ненаследственная

• Генотипическая. По Дарвину – неопределенная и наследственная.

• Онтогенетическая.

Размах модификационой изменчивости ограничен нормой реакции (это диапазон изменчивости, в пределах которого один и тот же генотип способен давать различные фенотипы, может быть узкой (жирность молока у крупного рогатого скота) или широкое (признак изменяется в широких пределах (изменение пигментации кожи человека)).

Фенокопии – это явление, когда признак под действием факторов внешней среды изменяется и копирует признаки другого генотипа. Н-р, беременная женщина заразилась токсоплазмозом, ребенок может родиться с признаками водянки и копировать болезнь Дауна.

Генокопии – это одинаковое фенотипическое проявление мутаций разных генов. Н-р, различные виды гемофилии.

Случайная изменчивость – связана с травмами. Была рука – нет руки.

Онтогенетическая изменчивость– изменчивость организма в процессе индивидуального развития. Генотип не претерпевает изменений, а фенотип меняется с каждым этапом развития. Н-р, гусеница – куколка – бабочка; ребенок — старик.

Причина онтогенетической изменчивости – функционирование различных наборов генов на разных этапах онтогенеза, порядок включения/выключения генов наследуется.

Нарушения в ходе онтогенеза. При нарушении морфогенез (возникновение новых структур) возникают различного рода патологии и тератомы (уродства).

Комбинативная изменчивость обусловлена перекомбинацией генов родителей, без изменения структуры генетического материала. Имеет значение для селекции в онтогенезе. В эволюции роли не играет.

Механизмы комбинативной изменчивости:

• Рекомбинация генов при кроссинговере

• Независимое расхождение хромосом и хроматид при мейозе

• Случайное сочетание гамет при оплодотворении

Мутационная изменчивость имеет эволюционное значение. Обуславливается мутациями, которые мы определяем, как скачкообразное изменение генетического материала под влиянием факторов среды, передающиеся по наследству. Описаны Детризом.

Онтогенетическая изменчивость

Индивидуальный организм формируется поэтапно. На протяжении каждого этапа на него воздействуют различные факторы окружающей среды. Ведь развиваться любое живое существо изолированно не может. И в результате воздействия тех или иных факторов организм приобретает новые признаки.

Онтогенетическая изменчивость находится на пересечении генетической изменчивости и негенетической. По-иному она называется еще эпигенетической изменчивостью. Почему так? Этот вид изменчивости отличается от других тем, что новые признаки появляются и в результате заложенных генетических программ, и одновременно из-за внешнесредовых особенностей. Не имея таких программ, природа бы обрекла многих живых существ на вымирание.