Cos'è la variabilità, il significato biologico della variabilità. Variabilità, sue tipologie e significato biologico

Nel nostro articolo parleremo di proprietà unica di tutti gli organismi viventi, che ha assicurato l'emergere di un numero enorme di specie di esseri viventi. Questa è una variazione ereditaria. Che cos'è, quali sono le sue caratteristiche e il meccanismo di attuazione? Ora troverai le risposte a queste e a molte altre domande.

Cosa studia la genetica?

La scienza relativamente giovane della genetica nel 19 ° secolo ha rivelato all'umanità molti segreti della sua origine e del suo sviluppo. E l'oggetto del suo studio sono solo due proprietà degli organismi viventi: ereditarietà e variabilità. Grazie al primo è assicurata la continuità delle generazioni e viene effettuata una trasmissione accurata informazioni genetiche attraverso tutta una serie di generazioni. Ma la variabilità garantisce l'emergere di nuove caratteristiche.

Valore di variabilità

Perché il corpo acquisisce queste nuove caratteristiche? La risposta è abbastanza semplice: per la possibilità di adattamento. Nella foto sotto vedi rappresentanti di diverse razze della stessa specie biologica: l'Homo Sapiens. Le loro differenze morfologiche in questa fase non hanno naturalmente alcun significato adattativo. Ma i loro lontani antenati avevano nuove caratteristiche che li aiutavano a sopravvivere in condizioni difficili. Sì, rappresentanti Razza mongoloide hanno una forma ad occhi stretti, poiché nelle steppe erano spesso tempeste di polvere. E i negroidi hanno la pelle scura come protezione dai raggi cocenti del sole.

Tipi di variabilità

La variabilità è la proprietà degli organismi di acquisire nuove caratteristiche nel processo del loro sviluppo storico e individuale. È disponibile in due tipi. Questa è modificazione e variabilità ereditaria. Sono accomunati da una serie di caratteristiche. Ad esempio, i cambiamenti si verificano inevitabilmente nella struttura esterna degli organismi. Ma in termini di durata dell'esistenza delle modifiche e del grado di azione, sono completamente diverse.

Variabilità della modifica

Questo tipo di variabilità non è ereditaria. Non è fisso nel genotipo, non è permanente e si verifica sotto l'influenza di condizioni mutevoli ambiente. Un esempio lampante di variabilità delle modifiche è il noto esperimento con un coniglio. Una piccola parte della sua pelliccia grigia è stata rasata via. E il ghiaccio è stato applicato sulla pelle nuda. Dopo un po ', in questo luogo crebbe una pelliccia bianca, anch'essa rasata. Ma in questo caso non è stato applicato il ghiaccio. Di conseguenza, in quest'area sono ricresciuti i capelli scuri.

Variabilità ereditaria

Questo tipo di variabilità è permanente poiché influenza la struttura del genotipo fino al livello dei nucleotidi del DNA. In questo caso, le nuove caratteristiche vengono trasmesse alle nuove generazioni. Anche la variabilità ereditaria è di due tipi: combinativa e mutazionale. Il primo si verifica quando appare una nuova combinazione di materiale genetico. L'esempio più semplice è la fusione dei gameti durante la riproduzione sessuale. Di conseguenza, il corpo, ricevendo la metà delle informazioni genetiche dal maschio e corpo femminile, acquisisce nuove caratteristiche.

Il secondo tipo è la variabilità ereditaria mutazionale. Consiste nel verificarsi di bruschi cambiamenti indiretti nel genotipo sotto l'influenza vari fattori. Possono essere radiazioni ionizzanti e ultraviolette, Calore, contenente azoto sostanze chimiche e altri.

A seconda del livello di struttura dell'apparato genetico in cui si verificano i cambiamenti, si distinguono diversi tipi di tali modifiche ereditarie. Con la genomica, il numero di cromosomi nell'insieme totale cambia. Ciò porta a cambiamenti anatomici e morfologici nel corpo. Pertanto, la comparsa del terzo cromosoma nella 21a coppia causa la sindrome di Down. Con le mutazioni cromosomiche si verifica una ristrutturazione di questa struttura. Sono molto meno comuni di quelli genomici. Parti dei cromosomi possono essere duplicate o mancanti, distorte o cambiare la loro posizione. Ma le mutazioni genetiche, chiamate anche mutazioni puntiformi, interrompono la sequenza dei monomeri nella struttura degli acidi nucleici.

Indipendentemente dal tipo di mutazione, di regola non portano tutte caratteristiche benefiche per il corpo. Pertanto, una persona impara a controllarli artificialmente. Pertanto, nella selezione, viene spesso utilizzata la poliploidia: un aumento multiplo del numero di cromosomi in un set. Di conseguenza, la pianta diventa più potente e produce grandi frutti in grandi quantità. Non sorprenderai nessuno con la pesca al fico e altri deliziosi ibridi vegetali. Ma sono il risultato di una variabilità ereditaria introdotta artificialmente.

Variabilità ereditaria nel processo di evoluzione

Lo sviluppo della genetica ha contribuito a fare un significativo passo avanti nello sviluppo dell'insegnamento evoluzionistico. Il fatto che gli esseri umani e le scimmie si distinguano solo per una coppia di cromosomi divenne una prova significativa della teoria di Darwin. Nelle piante e negli animali in sviluppo storico è possibile rintracciare l'eredità di tratti progressivi trasmessi e fissati nel genotipo. Ad esempio, le alghe hanno raggiunto la terraferma perché la presenza di tessuti meccanici e conduttivi era fissata nel genotipo. Ogni generazione successiva conservava per sé solo le caratteristiche necessarie e utili, che venivano adattate a seconda delle condizioni di vita e dell'ambiente. È così che sono apparse le specie dominanti di piante e animali, che possiedono le caratteristiche strutturali più progressive.

Quindi, la variabilità ereditaria è la capacità degli organismi di acquisire nuove caratteristiche fissate nel genotipo. Tali cambiamenti sono duraturi, non scompaiono quando cambiano le condizioni ambientali e vengono ereditati.

La variazione in biologia è il verificarsi di differenze individuali tra individui della stessa specie. Grazie alla variabilità, la popolazione diventa eterogenea e la specie ha maggiori possibilità di adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali.

In una scienza come la biologia, ereditarietà e variabilità vanno di pari passo. Esistono due tipi di variabilità:

Non ereditario (modificazione, fenotipico).
Ereditario (mutazionale, genotipico).

Variabilità non ereditaria

Variabilità della modifica in biologia è la capacità di un singolo organismo vivente (fenotipo) di adattarsi ai fattori ambiente esterno all'interno del suo genotipo. Grazie a questa proprietà, gli individui si adattano ai cambiamenti climatici e ad altre condizioni di vita. è alla base dei processi di adattamento che si verificano in qualsiasi organismo. Pertanto, negli animali consanguinei, con condizioni abitative migliorate, la produttività aumenta: produzione di latte, produzione di uova, ecc. E gli animali portati nelle zone montuose crescono bassi e con un sottopelo ben sviluppato. I cambiamenti nei fattori ambientali causano variabilità. Esempi di questo processo possono essere facilmente trovati in Vita di ogni giorno: pelle umana sotto l'influenza raggi ultravioletti di conseguenza diventa scuro attività fisica si sviluppano i muscoli, le piante coltivate in zone d'ombra e alla luce hanno forme di foglie diverse e le lepri cambiano colore del mantello in inverno e in estate.

Le seguenti proprietà sono caratteristiche della variabilità non ereditaria:

natura di gruppo dei cambiamenti;
non ereditato dalla prole;
cambiamento in un tratto all'interno di un genotipo;
il rapporto tra il grado di cambiamento e l'intensità dell'influenza del fattore esterno.

Variabilità ereditaria

La variazione ereditaria o genotipica in biologia è il processo mediante il quale cambia il genoma di un organismo. Grazie ad esso, l'individuo acquisisce caratteristiche precedentemente insolite per la sua specie. Secondo Darwin la variazione genotipica è il principale motore dell’evoluzione. Si distinguono i seguenti tipi di variabilità ereditaria:

mutazionale;
combinatorio.

Si verifica a seguito dello scambio genetico durante la riproduzione sessuale. Allo stesso tempo, le caratteristiche dei genitori si combinano in modo diverso nel corso delle generazioni, aumentando la diversità degli organismi nella popolazione. La variabilità combinatoria obbedisce alle regole mendeliane di ereditarietà.

Un esempio di tale variabilità è la consanguineità e l'outbreeding (incrocio strettamente correlato e non correlato). Quando le caratteristiche di un singolo produttore vogliono consolidarsi in una razza animale, si ricorre alla consanguineità. In questo modo la progenie diventa più uniforme e rafforza le qualità del capostipite della linea. La consanguineità porta alla manifestazione di geni recessivi e può portare alla degenerazione della linea. Per aumentare la vitalità della prole, viene utilizzato l'outbreeding: incrocio non correlato. Allo stesso tempo, aumenta l'eterozigosità della prole e aumenta la diversità all'interno della popolazione e, di conseguenza, aumenta la resistenza degli individui agli effetti negativi dei fattori ambientali.

Le mutazioni, a loro volta, si dividono in:

genomico;
cromosomico;
genetico;
citoplasmatico.

I cambiamenti che interessano le cellule germinali vengono ereditati. Le mutazioni possono essere trasmesse alla prole se l'individuo si riproduce per via vegetativa (piante, funghi). Le mutazioni possono essere benefiche, neutre o dannose.

Mutazioni genomiche

La variazione in biologia attraverso mutazioni genomiche può essere di due tipi:

La poliploidia è una mutazione comune nelle piante. È causato da un aumento multiplo del numero totale di cromosomi nel nucleo e si forma nel processo di interruzione della loro divergenza rispetto ai poli della cellula durante la divisione. Gli ibridi poliploidi sono ampiamente utilizzati in agricoltura: nella produzione agricola ci sono più di 500 poliploidi (cipolle, grano saraceno, barbabietole da zucchero, ravanelli, menta, uva e altri).
L'aneuploidia è un aumento o una diminuzione del numero di cromosomi nelle singole coppie. Questo tipo di mutazione è caratterizzato da una bassa vitalità dell'individuo. Una mutazione diffusa negli esseri umani, una nella ventunesima coppia, causa la sindrome di Down.

Mutazioni cromosomiche

La variabilità in biologia appare quando cambia la struttura dei cromosomi stessi: perdita di una sezione terminale, ripetizione di un insieme di geni, rotazione di un frammento separato, trasferimento di un segmento cromosomico in un altro luogo o su un altro cromosoma. Tali mutazioni si verificano spesso sotto l'influenza delle radiazioni e dell'inquinamento chimico dell'ambiente.

Mutazioni genetiche

Una parte significativa di tali mutazioni non appare esternamente, poiché sono un tratto recessivo. Le mutazioni genetiche sono causate da cambiamenti nella sequenza dei nucleotidi - i singoli geni - e portano alla comparsa di molecole proteiche con nuove proprietà.

Le mutazioni genetiche nell'uomo causano la manifestazione di alcune malattie ereditarie: anemia falciforme, emofilia.

Mutazioni citoplasmatiche

Le mutazioni citoplasmatiche sono associate a cambiamenti nelle strutture del citoplasma cellulare contenente molecole di DNA. Questi sono mitocondri e plastidi. Tali mutazioni vengono trasmesse attraverso la linea materna, poiché lo zigote riceve tutto il citoplasma dall'ovulo materno. Un esempio di mutazione citoplasmatica che causa variazioni nella biologia è la pennatezza nelle piante, causata da cambiamenti nei cloroplasti.

Tutte le mutazioni sono caratterizzate dalle seguenti proprietà:

Appaiono all'improvviso.
Trasmesso per eredità.
Non hanno alcuna direzione. Sia un'area minore che un segno vitale possono subire una mutazione.
Si verificano negli individui, cioè sono individuali.
Le mutazioni possono essere recessive o dominanti nella loro manifestazione.
La stessa mutazione può essere ripetuta.

Ogni mutazione è causata da determinati motivi. Nella maggior parte dei casi, non è possibile determinarlo con precisione. In condizioni sperimentali, per ottenere mutazioni, viene utilizzato un fattore diretto di influenza ambientale: esposizione alle radiazioni e simili.

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Fornire esempi di caratteristiche che cambiano sotto l'influenza dell'ambiente esterno.

Cosa sono le mutazioni?

Variabilità– una delle proprietà più importanti degli esseri viventi, la capacità degli organismi viventi di acquisire differenze da individui sia di altre specie che della propria specie.

Esistono due tipi di variabilità: non ereditario(fenotipico o modificazione) e ereditario(genotipico).

Variabilità non ereditaria (modifica). Questo tipo di variabilità è il processo di comparsa di nuove caratteristiche sotto l'influenza di fattori ambientali che non influenzano il genotipo. Di conseguenza, le risultanti modifiche delle caratteristiche - modifiche - non vengono ereditate (Fig. 93). Due gemelli identici (monozigoti) che hanno esattamente gli stessi genotipi, ma per volontà del destino sono cresciuti in condizioni diverse, possono differire notevolmente l'uno dall'altro. Un classico esempio che dimostra l'influenza dell'ambiente esterno sullo sviluppo dei tratti è la punta di freccia. Questa pianta sviluppa tre tipi di foglie a seconda delle condizioni di crescita: nell'aria, nella colonna d'acqua o sulla sua superficie.

Riso. 93. Foglie di quercia coltivate in piena luce (A) e in luogo ombreggiato (B)

Riso. 94. Cambiamento di colore della pelliccia del coniglio himalayano sotto l'influenza di diverse temperature

Sotto l'influenza della temperatura ambientale, il colore della pelliccia del coniglio himalayano cambia. L'embrione, sviluppandosi nell'utero, è in condizioni temperatura elevata, che distrugge l'enzima necessario per la sintesi del pigmento, quindi i conigli nascono completamente bianchi. Subito dopo la nascita, alcune parti sporgenti del corpo (naso, punta delle orecchie e coda) cominciano a scurirsi perché lì la temperatura è più bassa che altrove e l'enzima non viene distrutto. Se cogli un'area di pelo bianco e raffreddi la pelle, in questo punto crescerà la lana nera (Fig. 94).

In condizioni ambientali simili in organismi geneticamente simili, la variabilità della modificazione ha carattere del gruppo, ad esempio, a periodo estivo Nella maggior parte delle persone, sotto l'influenza dei raggi UV, un pigmento protettivo - la melanina - si deposita nella pelle, le persone si abbronzano.

Nelle stesse specie di organismi, sotto l'influenza delle condizioni ambientali, la variabilità delle varie caratteristiche può essere completamente diversa. Ad esempio, nei bovini, la produzione di latte, il peso e la fertilità dipendono molto dalle condizioni di alimentazione e di stabulazione e, ad esempio, il contenuto di grassi del latte cambia molto poco sotto l'influenza delle condizioni esterne. Le manifestazioni di variabilità della modificazione per ciascun tratto sono limitate dalla loro norma di reazione. Velocità di reazione- questi sono i limiti entro i quali è possibile un cambiamento di un tratto in un dato genotipo. Contrariamente alla variabilità della modificazione stessa, la norma di reazione è ereditaria e i suoi confini sono diversi per tratti diversi e nei singoli individui. La norma di reazione più ristretta è caratteristica dei tratti che forniscono qualità vitali all'organismo.

Poiché la maggior parte delle modifiche hanno un significato adattivo, contribuiscono all'adattamento - l'adattamento dell'organismo, entro i limiti della reazione normale, all'esistenza in condizioni mutevoli.

Variabilità ereditaria (genotipica). Questo tipo di variabilità è associata a cambiamenti nel genotipo e i tratti acquisiti come risultato di ciò vengono ereditati alle generazioni successive. Esistono due forme di variabilità genotipica: combinativa e mutazionale.

Variabilità combinatoria consiste nella comparsa di nuove caratteristiche come risultato della formazione di altre combinazioni di geni dei genitori nei genotipi della prole. Questo tipo di variabilità si basa sulla divergenza indipendente dei cromosomi omologhi nella prima divisione meiotica, sull'incontro casuale di gameti nella stessa coppia genitoriale durante la fecondazione e sulla selezione casuale delle coppie genitoriali. Lo scambio di sezioni di cromosomi omologhi che avviene nella prima profase della meiosi porta anche alla ricombinazione del materiale genetico e aumenta la variabilità. Pertanto, nel processo di variabilità combinatoria, la struttura dei geni e dei cromosomi non cambia, ma nuove combinazioni di alleli portano alla formazione di nuovi genotipi e, di conseguenza, alla comparsa di discendenti con nuovi fenotipi.

Variabilità mutazionale si esprime nell'emergere di nuove qualità del corpo come risultato della formazione di mutazioni. Il termine “mutazione” fu introdotto per la prima volta nel 1901 dal botanico olandese Hugo de Vries. Secondo le idee moderne mutazioni– si tratta di cambiamenti ereditari improvvisi, naturali o causati artificialmente, nel materiale genetico, che portano a cambiamenti in alcune caratteristiche e proprietà fenotipiche dell’organismo. Le mutazioni sono di natura non direzionale, cioè casuali, e lo sono la fonte più importante cambiamenti ereditari, senza i quali l'evoluzione degli organismi è impossibile. Alla fine del XVIII secolo. In America nacque una pecora dagli arti accorciati che diede origine alla nuova razza anconetana (Fig. 95). In Svezia all'inizio del XX secolo. In un allevamento di animali da pelliccia è nato un visone con pelliccia color platino. L’enorme varietà di tratti nei cani e nei gatti è il risultato della variabilità mutazionale. Le mutazioni sorgono spasmodicamente, man mano che nuovi cambiamenti qualitativi: il grano senza awn si è formato dal grano awned, ali corte e occhi a forma di striscia sono apparsi nella Drosophila, e nei conigli sono apparsi i colori bianco, marrone e nero dal colore naturale agouti come risultato delle mutazioni.

A seconda del luogo in cui si verificano si distinguono mutazioni somatiche e generative. Mutazioni somatiche nascono nelle cellule del corpo e non vengono trasmessi attraverso la riproduzione sessuale alle generazioni successive. Esempi di tali mutazioni sono punti neri e verruche cutanee. Mutazioni generative compaiono nelle cellule germinali e vengono ereditati.

Riso. 95. Pecora anconetana

In base al livello di cambiamento nel materiale genetico, si distinguono mutazioni genetiche, cromosomiche e genomiche. Mutazioni genetiche causare cambiamenti nei singoli geni, interrompendo l'ordine dei nucleotidi nella catena del DNA, che porta alla sintesi di una proteina alterata.

Mutazioni cromosomiche influenzano una porzione significativa del cromosoma, interrompendo il funzionamento di molti geni contemporaneamente. Un frammento separato di un cromosoma può raddoppiare o perdere, il che provoca gravi interruzioni nel funzionamento del corpo, inclusa la morte dell'embrione nelle prime fasi dello sviluppo.

Mutazioni genomiche portare a un cambiamento nel numero di cromosomi a seguito di violazioni della segregazione cromosomica durante le divisioni meiotiche. L'assenza di un cromosoma o la presenza di uno in più porta a conseguenze negative. Maggior parte famoso esempio La mutazione genomica è la sindrome di Down, un disturbo dello sviluppo che si verifica quando appare un 21° cromosoma in più. Persone così numero totale Ci sono 47 cromosomi.

Nei protozoi e nelle piante si osserva spesso un aumento del numero di cromosomi che è multiplo del numero aploide. Questo cambiamento nel set cromosomico si chiama poliploidia(Fig. 96). L'emergere di poliploidi è associato, in particolare, alla non disgiunzione dei cromosomi omologhi nella meiosi, a seguito della quale negli organismi diploidi si possono formare gameti diploidi anziché aploidi.

Fattori mutageni. La capacità di mutare è una delle proprietà dei geni, quindi le mutazioni possono verificarsi in tutti gli organismi. Alcune mutazioni sono incompatibili con la vita e l'embrione che le riceve muore nel grembo materno, mentre altre provocano cambiamenti persistenti nelle caratteristiche che sono più o meno significativi per la vita dell'individuo. In condizioni normali, la frequenza di mutazione di un singolo gene è estremamente bassa (10–5), ma esistono fattori ambientali che aumentano significativamente questo valore, causando danni irreversibili alla struttura dei geni e dei cromosomi. I fattori il cui impatto sugli organismi viventi porta ad un aumento della frequenza delle mutazioni sono chiamati fattori mutageni o mutageni.

Riso. 96. Poliploidia. Fiori di crisantemo: A – forma diploide (2 N); B – forma poliploide

Tutti i fattori mutageni possono essere divisi in tre gruppi.

Mutageni fisici sono di tutti i tipi Radiazione ionizzante(raggi ?, raggi X), radiazioni ultraviolette, alte e basse temperature.

Mutageni chimici– questi sono analoghi di acidi nucleici, perossidi, sali di metalli pesanti (piombo, mercurio), acido nitroso e alcune altre sostanze. Molti di questi composti causano problemi con la replicazione del DNA. Le sostanze utilizzate in agricoltura per controllare parassiti ed erbe infestanti (pesticidi ed erbicidi), rifiuti industriali, alcuni coloranti e conservanti alimentari, alcuni farmaci e componenti del fumo di tabacco hanno un effetto mutageno.

In Russia e in altri paesi del mondo sono stati creati laboratori e istituti speciali che testano la mutagenicità di tutti i nuovi composti chimici sintetizzati.

Al gruppo mutageni biologici includono DNA estraneo e virus che, una volta integrati nel DNA ospite, interrompono il funzionamento dei geni.

Rivedi domande e compiti

1. Che tipi di variabilità conosci?

2. Cos'è una norma di reazione?

3. Spiegare perché la variabilità fenotipica non è ereditaria.

4. Cosa sono le mutazioni? Descrivere le principali proprietà delle mutazioni.

5. Fornire una classificazione delle mutazioni in base al livello dei cambiamenti nel materiale ereditario.

6. Nominare i principali gruppi di fattori mutageni. Fornisci esempi di mutageni appartenenti a ciascun gruppo. Valuta se ci sono fattori mutageni nel tuo ambiente. A quale gruppo di mutageni appartengono?

Pensare! Fallo!

1. Pensi che i fattori ambientali possano influenzare lo sviluppo di un organismo portatore di una mutazione letale?

2. Può verificarsi una variabilità combinatoria in assenza del processo sessuale?

3. Discuti in classe quali sono i modi per ridurre l'effetto dei fattori mutageni sugli esseri umani nel mondo moderno.

4. Potete fornire esempi di modifiche che non siano di natura adattiva?

5. Spiega a qualcuno che non ha familiarità con la biologia in che modo le mutazioni differiscono dalle modifiche.

6. Completa lo studio: "Studio della variabilità delle modifiche negli studenti (utilizzando l'esempio della temperatura corporea e della frequenza cardiaca, misurate periodicamente nell'arco di 3 giorni)."

Lavora con il computer

Fare riferimento all'applicazione elettronica. Studia il materiale e completa i compiti.

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Variabilitàè una proprietà dei sistemi viventi associata a cambiamenti nel fenotipo e nel genotipo che si verificano sotto l'influenza dell'ambiente esterno o come risultato di cambiamenti nel materiale ereditario.

I cambiamenti modificativi non sono ereditari, ma non sono necessariamente di natura di gruppo e non sempre si manifestano in tutti gli individui di una specie nelle stesse condizioni ambientali. Le modifiche garantiscono l'adattamento dell'individuo a queste condizioni.

Variabilità ereditaria(combinativo, mutazionale, indeterminato).

Variabilità combinatoria si verifica durante il processo sessuale a seguito di nuove combinazioni di geni che si verificano durante la fecondazione, l'incrocio, la coniugazione, ad es. durante processi accompagnati da ricombinazioni (ridistribuzione e nuove combinazioni) di geni. Come risultato della variabilità combinatoria, nascono organismi che differiscono dai loro genitori per genotipi e fenotipi. Alcuni cambiamenti combinatori possono essere dannosi per un individuo. Per la specie, i cambiamenti combinatori sono, in generale, utili, perché portano alla diversità genotipica e fenotipica. Ciò favorisce la sopravvivenza delle specie e il loro progresso evolutivo.

Variabilità mutazionale associato a cambiamenti nella sequenza dei nucleotidi nelle molecole di DNA, perdita e inserimento di grandi sezioni nelle molecole di DNA, cambiamenti nel numero di molecole di DNA (cromosomi). Tali cambiamenti stessi vengono chiamati mutazioni. Le mutazioni sono ereditarie.

Tra le mutazioni ci sono:

– genetico– causando cambiamenti nella sequenza dei nucleotidi del DNA in un gene specifico, e di conseguenza nell’mRNA e nella proteina codificata da questo gene. Le mutazioni genetiche possono essere dominanti o recessive. Possono portare alla comparsa di segnali che sostengono o inibiscono le funzioni vitali dell'organismo;

– generativo le mutazioni colpiscono le cellule germinali e vengono trasmesse durante la riproduzione sessuale;

– somatico le mutazioni non colpiscono le cellule germinali e non vengono ereditate negli animali, ma nelle piante vengono ereditate durante la propagazione vegetativa;

– genomico le mutazioni (poliploidia ed eteroploidia) sono associate a cambiamenti nel numero di cromosomi nel cariotipo delle cellule;

– cromosomico le mutazioni sono associate a riarrangiamenti nella struttura dei cromosomi, cambiamenti nella posizione delle loro sezioni risultanti da rotture, perdita di singole sezioni, ecc.

Le mutazioni genetiche più comuni sono quelle che comportano un cambiamento, una perdita o un inserimento di nucleotidi del DNA in un gene. I geni mutanti trasmettono informazioni diverse al sito di sintesi proteica e questo, a sua volta, porta alla sintesi di altre proteine e all'emergere di nuove caratteristiche. Le mutazioni possono verificarsi sotto l'influenza di radiazioni, radiazioni ultraviolette e vari agenti chimici. Non tutte le mutazioni sono efficaci. Alcuni di essi vengono corretti durante la riparazione del DNA. Fenotipicamente, le mutazioni compaiono se non portano alla morte dell'organismo. La maggior parte delle mutazioni genetiche sono recessive. Le mutazioni fenotipicamente manifestate hanno un significato evolutivo, fornendo agli individui vantaggi nella lotta per l'esistenza o, al contrario, portandoli alla morte sotto la pressione della selezione naturale.

Il processo di mutazione aumenta la diversità genetica delle popolazioni, creando le precondizioni per il processo evolutivo.

3.7. Gli effetti dannosi di mutageni, alcol, droghe, nicotina sull'apparato genetico della cellula. Protezione dell'ambiente dalla contaminazione da agenti mutageni. Identificazione delle fonti di agenti mutageni nell'ambiente (indiretta) e valutazione possibili conseguenze la loro influenza sul proprio corpo. Malattie umane ereditarie, loro cause, prevenzione

3.7.1. Mutageni, mutagenesi

Mutageni- si tratta di fattori fisici o chimici, la cui influenza sul corpo può portare a cambiamenti nelle sue caratteristiche ereditarie. Tali fattori includono raggi X e raggi gamma, radionuclidi, ossidi di metalli pesanti, alcuni tipi di fertilizzanti chimici, alcol, nicotina e droghe. Il tasso e la frequenza delle mutazioni dipendono dall'intensità dell'influenza di questi fattori. Un aumento della frequenza delle mutazioni porta ad un aumento del numero di individui con anomalie genetiche congenite. Le mutazioni che colpiscono le cellule germinali vengono ereditate. Tuttavia, le mutazioni che si verificano nelle cellule somatiche possono portare a malattie tumorali. Genetica medica - capitolo genetica, studiando le malattie umane ereditarie, la loro origine, diagnosi, trattamento e prevenzione. Il mezzo principale per raccogliere informazioni sul paziente è la consulenza genetica medica. Viene effettuato in relazione a persone che hanno malattie ereditarie tra i loro parenti. L'obiettivo è prevedere la probabilità di avere figli con patologie, ovvero escludere l'insorgenza di patologie.

Fasi della consulenza:

– identificazione del portatore dell’allele patogeno;

– calcolo della probabilità di avere figli malati;

– comunicazione dei risultati della ricerca ai futuri genitori e parenti.

Malattie ereditarie trasmesse ai discendenti:

– genetico, legato al cromosoma X – emofilia, daltonismo;

– genetico, legato al cromosoma Y – ipertricosi (crescita dei peli del padiglione auricolare);

– gene autosomico: fenilchetonuria, diabete, polidattilia, corea di Huntington, ecc.;

– cromosomico, associato a mutazioni cromosomiche, ad esempio la sindrome del grido del gatto;

– genomica – poli- ed eteroploidia – variazione del numero di cromosomi nel cariotipo di un organismo.

Poliploidia– aumento di due o più volte del numero di cromosomi aploidi in una cellula. Si verifica come risultato della non-giunzione dei cromosomi nella meiosi, della duplicazione dei cromosomi senza successiva divisione cellulare e della fusione dei nuclei delle cellule somatiche.

Eteroploidia (aneuploidia)– un cambiamento nel numero di cromosomi caratteristico di una determinata specie a causa della loro divergenza irregolare nella meiosi. Si manifesta con la comparsa di un cromosoma in più ( trisomia sul cromosoma 21 porta alla malattia di Down) o l'assenza di un cromosoma omologo nel cariotipo ( monosomia). Ad esempio, l'assenza del secondo cromosoma X nelle donne provoca la sindrome di Turner, che si manifesta con disturbi fisiologici e mentali. A volte si verifica la polisomia: la comparsa di numerosi cromosomi extra nel set cromosomico.

Metodi di genetica umana. Genealogico - un metodo per compilare genealogie da varie fonti: storie, fotografie, dipinti. Vengono chiarite le caratteristiche degli antenati e stabiliti i tipi di ereditarietà dei tratti.

Tipi di eredità: a) autosomica dominante, b) autosomica recessiva, c) ereditarietà legata al sesso.

Viene chiamata la persona per la quale viene compilato l'albero genealogico probando.

Gemello. Un metodo per studiare i modelli genetici nei gemelli. I gemelli possono essere identici (monozigoti, identici) o fraterni (dizigoti, non identici).

Citogenetico. Metodo per lo studio microscopico dei cromosomi umani. Consente di identificare mutazioni genetiche e cromosomiche.

Biochimico. Sulla base dell'analisi biochimica, consente di identificare un portatore eterozigote della malattia, ad esempio un portatore del gene della fenilchetonuria può essere identificato da una maggiore concentrazione fenilalanina nel sangue.

Genetica della popolazione. Ti permette di comporre caratteristiche genetiche popolazione, valutare il grado di concentrazione dei vari alleli e il grado della loro eterozigosi. Per analizzare popolazioni di grandi dimensioni viene applicata la legge di Hardy-Weinberg.

3.8. Selezione, i suoi compiti e significato pratico. Insegnamenti di N.I. Vavilov sui centri di diversità e origine delle piante coltivate. La legge delle serie omologiche nella variabilità ereditaria. Metodi per la riproduzione di nuove varietà vegetali, razze animali e ceppi di microrganismi. L'importanza della genetica per la selezione. Principi biologici della coltivazione di piante coltivate e animali domestici

3.8.1. Genetica e selezione

La selezione è una scienza, un ramo dell'attività pratica volta a creare nuove varietà di piante, razze animali e ceppi di microrganismi con caratteristiche ereditarie stabili e benefiche per l'uomo. La base teorica della selezione è la genetica.

Obiettivi della selezione:

– miglioramento qualitativo del tratto;

– aumento della resa e della produttività;

– aumentare la resistenza ai parassiti, alle malattie e alle condizioni climatiche.

Metodi di selezione. Selezione artificiale - preservazione necessario per una persona organismi ed eliminazione, abbattimento di altri che non soddisfano gli obiettivi dell’allevatore.

L'allevatore stabilisce un compito, seleziona le coppie genitoriali, seleziona la prole, effettua una serie di incroci strettamente correlati e distanti, quindi effettua la selezione in ogni generazione successiva. Avviene la selezione artificiale individuale E massiccio.

Ibridazione- il processo per ottenere nuove combinazioni genetiche nella prole per migliorare o creare una nuova combinazione di preziosi tratti genitoriali.

Ibridazione strettamente correlata (consanguineità) utilizzato per produrre linee pulite. Svantaggio: diminuzione della vitalità.

Ibridazione a distanza sposta la norma di reazione verso il rafforzamento del tratto, l'apparizione del potere ibrido (eterosi). Lo svantaggio è l'incrociabilità degli ibridi risultanti.

Superare la sterilità degli ibridi interspecifici. Poliploidia. G.D. Karpechenko nel 1924 trattò un ibrido sterile di cavolo e ravanello con colchicina. La colchicina ha causato la non-giunzione dei cromosomi ibridi durante la gametogenesi. La fusione dei gameti diploidi ha portato alla produzione di un ibrido poliploide di cavolo e ravanello (capredka). L’esperimento di G. Karpechenko può essere illustrato con il seguente diagramma.

1. Prima dell'azione della colchicina

2. Dopo l'azione della colchicina e il raddoppio artificiale dei cromosomi:

Metodi di lavoro di I.V. Michurina

I.V. Michurin, un allevatore domestico, ha allevato circa 300 varietà di alberi da frutto che combinavano le qualità dei frutti del sud e la senza pretese delle piante del nord.

Metodi di lavoro di base:

– ibridazione a distanza varietà geograficamente lontane;

– rigorosa selezione individuale;

– “allevare” ibridi condizioni difficili coltivazione;

– “gestione della dominanza” utilizzando il metodo mentore – innestando un ibrido su una pianta adulta, che trasferisce le sue qualità alla varietà allevata.

Superare l'incrociabilità durante l'ibridazione a distanza:

- metodo di riavvicinamento preliminare - talee di una specie (sorbo) sono state innestate sulla corona di una pera. Alcuni anni dopo, i fiori del sorbo furono impollinati dal polline del pero. È così che è stato ottenuto un ibrido tra sorbo e pero;

– metodo del mediatore – ibridazione in 2 fasi. La mandorla è stata incrociata con la pesca di David semicoltivata, e poi l'ibrido risultante è stato incrociato con la varietà coltivata. Abbiamo ricevuto "Northern Peach";

– impollinazione con polline misto (proprio e altrui). Un esempio è la produzione del cerapadus, un ibrido di ciliegio e ciliegio selvatico.

3.8.3. Centri di origine delle piante coltivate

Il più grande scienziato russo, il genetista N.I. Vavilov ha dato un enorme contributo alla selezione delle piante. Ha scoperto che tutte le piante coltivate oggi in diverse regioni del mondo hanno determinate aree geografiche

centri di origine. Questi centri si trovano nelle zone tropicali e subtropicali, dove cioè ha avuto origine l'agricoltura coltivata. N.I. Vavilov ha identificato 8 di questi centri, vale a dire 8 aree indipendenti per introdurre varie piante nella cultura.

Di regola, viene rappresentata la diversità delle piante coltivate nei centri di origine numero enorme varietà botaniche e molte varianti ereditarie.

La legge delle serie omogenee della variabilità ereditaria.

1. Specie e generi geneticamente vicini sono caratterizzati da serie simili di variabilità ereditaria con tale regolarità che, conoscendo la serie di forme all'interno di una specie, si può prevedere la presenza di forme parallele in altre specie e generi. Più sono geneticamente vicini sistema comune specie e generi, tanto più completa è la somiglianza nei ranghi della loro variabilità.

2. Intere famiglie di piante sono, in generale, caratterizzate da un certo ciclo di variabilità che attraversa tutti i generi e le specie che compongono la famiglia.

Questa legge è stata derivata da N.I. Vavilov basato sullo studio di un numero enorme di specie e generi geneticamente simili. Quanto più stretta è la parentela tra e all'interno di questi gruppi tassonomici, tanto maggiore è la somiglianza genetica che condividono. Confrontando diversi tipi e generi di cereali, N.I. Vavilov e i suoi collaboratori scoprirono che tutti i cereali hanno caratteristiche simili, come ramificazione e densità della spiga, pubescenza delle squame, ecc. Sapendo questo, N.I. Vavilov ha suggerito che tali gruppi hanno una variabilità ereditaria simile: “se riesci a trovare una forma di grano senza stele, puoi anche trovare una forma di segale senza stele”. Conoscendo la possibile natura dei cambiamenti nei rappresentanti di una determinata specie, genere, famiglia, l'allevatore può cercare in modo specifico, creare nuove forme ed eliminare o preservare gli individui con i cambiamenti genetici desiderati.

3.9. Biotecnologie, ingegneria cellulare e genetica, clonazione. Ruolo teoria delle cellule nella formazione e nello sviluppo delle biotecnologie. L’importanza delle biotecnologie per lo sviluppo dell’allevamento, agricoltura, industria microbiologica, conservazione del pool genetico del pianeta. Aspetti etici dello sviluppo di alcune ricerche nel campo delle biotecnologie (clonazione umana, modifiche mirate del genoma)

3.9.1. Ingegneria cellulare e genetica. Biotecnologia

L'ingegneria cellulare è una direzione della scienza e della pratica riproduttiva che studia i metodi di ibridazione delle cellule somatiche appartenenti a tipi diversi, la possibilità di clonare tessuti o interi organismi a partire da singole cellule.

Coltura di tessuti– utilizzato per ottenere tessuti vegetali o animali, e talvolta organismi interi, in condizioni di laboratorio. In coltivazione vegetale viene utilizzato per accelerare la produzione di linee diploidi pure dopo aver trattato le forme iniziali con colchicina.

Ingegneria genetica– modifica artificiale e mirata del genotipo dei microrganismi al fine di ottenere colture con proprietà predeterminate.

Metodo di base– isolamento dei geni necessari, loro clonazione e introduzione in un nuovo ambiente genetico. Il metodo prevede le seguenti fasi di lavoro:

– isolamento di un gene, sua associazione con una molecola di DNA cellulare in grado di riprodurre il gene donatore in un'altra cellula (inclusione in un plasmide);

– introduzione di un plasmide nel genoma della cellula batterica ricevente;

– selezione delle cellule batteriche necessarie per l'uso pratico;

– ricerca sul campo Ingegneria genetica si applicano non solo ai microrganismi, ma anche agli esseri umani. Sono particolarmente rilevanti nel trattamento di malattie associate a disturbi del sistema immunitario, del sistema di coagulazione del sangue e dell'oncologia.

Clonazione. Da un punto di vista biologico, la clonazione è la propagazione vegetativa di piante e animali, i cui discendenti portano informazioni ereditarie identiche a quelle del genitore.

Biotecnologia– il processo di utilizzo di organismi viventi e processi biologici nella produzione di medicinali, fertilizzanti e prodotti fitosanitari biologici; Per trattamento biologico Acque reflue, per l'estrazione biologica di metalli preziosi da acqua di mare eccetera.

Prospettive dell’ingegneria genetica e della biotecnologia:

– creazione di organismi utili all'uomo;

– riceverne di nuovi medicinali;

– correzione e correzione di patologie genetiche.

Sezione 4
Diversità degli organismi, loro struttura e attività vitale

4.1. Tassonomia. Categorie sistematiche (tassonomiche) di base: specie, genere, famiglia, ordine (ordine), classe, phylum (divisione), regno; la loro subordinazione

Tassonomia vegetale, branca della botanica che si occupa della classificazione naturale delle piante. Gli individui con molte caratteristiche esterne ed interne simili sono raggruppati in gruppi chiamati specie. Le specie simili tra loro vengono a loro volta combinate in una sola genere: Alcune somiglianze consentono di combinare i generi in uno solo famiglia. Le famiglie si uniscono negli ordini, ordini- alle classi, quelle in Dipartimento. E tutte le piante si formano regno impianti. Ciascuno di questi gruppi viene chiamato taxon . Una disciplina speciale tratta i principi di identificazione e classificazione dei taxa - tassonomia .

Tassonomia caratterizza le relazioni tra varie piante e dà le piante nomi ufficiali, consentendo a specialisti di diversi paesi di scambiarsi informazioni scientifiche.

I primi seri tentativi di creare una classificazione scientifica delle piante trovarono la loro espressione più completa nelle opere del geniale botanico svedese del XVIII secolo. Carlo Linneo, dal 1741 al 1778 professore di medicina e storia naturale all'Università di Uppsala. Classificò le piante principalmente in base al numero e alla disposizione degli stami e dei carpelli (le strutture riproduttive di un fiore). Linneo introdusse la cosiddetta nomenclatura binaria - un sistema di doppi nomi di specie vegetali, che prese in prestito dal botanico tedesco Bachmann (Rivinius): la prima parola corrisponde al genere, la seconda (epiteto specifico) alla specie stessa.

La debolezza del sistema di Linneo è che il suo approccio rigido a volte non rifletteva l'evidente vicinanza tra gli organismi o, al contrario, riuniva specie chiaramente distanti tra loro. È noto, ad esempio, che tre stami sono caratteristici sia delle piante di cereali che di zucca e, ad esempio, nelle Lamiaceae, simili in molte altre caratteristiche, possono essercene due o quattro. Tuttavia, lo stesso Linneo considerava l'obiettivo della botanica proprio il sistema “naturale” e riuscì a identificare più di 60 gruppi naturali di piante.

Attualmente sono accettati i seguenti sistemi per classificare piante e animali.

Il principio principale della combinazione degli organismi in un taxon è il grado della loro relazione. Più sono lontani l'uno dall'altro nel loro legami familiari, più grande è il gruppo tassonomico che formano.

Specie: un gruppo di individui simili nell'aspetto e struttura interna, che occupa una certa area e produce una prole fertile quando viene incrociata.

4.2. Regno dei batteri. Caratteristiche della struttura e dell'attività vitale, ruolo nella natura. I batteri sono agenti patogeni che causano malattie nelle piante, negli animali e nell’uomo. Prevenzione delle malattie causate da batteri. Virus

Batteri. I batteri sono i più antichi organismi procarioti unicellulari, i più diffusi in natura. Svolgono il ruolo più importante come decompositori (distruttori) di materia organica e fissatori di azoto. Un esempio sono i batteri noduli che si depositano sulle radici piante leguminose. Sono in grado di assimilare l'azoto atmosferico e di incorporarlo in sostanze facilmente assorbibili dalle piante. Tra vari tipi Ci sono molti batteri che causano malattie negli animali e nell’uomo. In medicina vengono utilizzati per produrre antibiotici (streptomicina, tetraciclina, gramicidina), in Industria alimentare per la produzione di prodotti a base di acido lattico e alcoli. Anche i batteri sono oggetto di ingegneria genetica. Servono per ottenere necessario da una persona enzimi e altre sostanze importanti. La cellula batterica è ricoperta da una densa membrana formata dal carboidrato polimerico mureina. Alcune specie si formano quando condizioni sfavorevoli le spore sono una capsula mucosa che impedisce alla cellula di seccarsi. La parete cellulare può formare escrescenze che promuovono l'associazione dei batteri in gruppi, nonché la loro coniugazione. La membrana è piegata. Nei batteri fotoautotrofi, sulle pieghe sono localizzati enzimi o pigmenti fotosintetici. Il ruolo degli organelli di membrana è svolto dai mesosomi, le più grandi invaginazioni di membrana. Il citoplasma contiene ribosomi e inclusioni (amido, glicogeno, grassi). Molti batteri hanno flagelli. I batteri non hanno nuclei. Il materiale ereditario è contenuto nel nucleoide sotto forma di una molecola di DNA circolare.

Le seguenti cellule batteriche si distinguono per la loro forma:

– cocchi (sferici): diplococchi, streptococchi, stafilococchi;

– bacilli (a bastoncino): singoli, riuniti in catenelle, bacilli con endospore;

– spirilla (a forma di spirale);

– vibrioni (a forma di virgola);

– spirochete.

In base al modo in cui si nutrono, i batteri si dividono in:

– autotrofi (fotoautotrofi e chemioautotrofi).

In base al modo in cui utilizzano l’ossigeno, i batteri si dividono in: aerobico E anaerobico.

I batteri si moltiplicano molto rapidamente ad alta velocità, dividendo la cellula a metà senza formare un fuso. Il processo sessuale in alcuni batteri è associato allo scambio di materiale genetico durante la coniugazione. Diffuso tramite spore.

Batteri patogeni : bacillo del colera, bacillo della difterite, bacillo della dissenteria, ecc.

Virus. Alcuni scienziati classificano i virus come un quinto regno separato della natura vivente. Furono scoperti nel 1892 dallo scienziato russo Dmitry Iosifovich Ivanovsky. I virus sono forme di vita non cellulari che occupano una posizione intermedia tra la materia vivente e quella non vivente. Sono estremamente piccoli e sono costituiti da un guscio proteico con DNA (o RNA) sottostante. Si forma il guscio proteico del virus capside, svolgendo funzioni protettive, enzimatiche ed antigeniche. Virus di più struttura complessa può inoltre includere porzioni di carboidrati e lipidi. I virus non sono capaci di sintesi proteica indipendente. Esibiscono le proprietà degli organismi viventi solo quando si trovano nelle cellule dei pro o eucarioti e utilizzano il loro metabolismo per la propria riproduzione.

In realtà esistono virus e batteriofagi: virus batterici. Per entrare cellula batterica, il virus (batteriofago) deve attaccarsi alla parete dell'ospite, dopodiché l'acido nucleico virale viene “iniettato” nella cellula e la proteina rimane sulla parete cellulare. I virus contenenti DNA (vaiolo, herpes) utilizzano il metabolismo della cellula ospite per sintetizzare le proteine virali. I virus contenenti RNA (AIDS, influenza) avviano la sintesi dell'RNA del virus e delle sue proteine, oppure grazie agli enzimi sintetizzano prima il DNA, quindi l'RNA e le proteine del virus. Pertanto, il genoma del virus, integrandosi nell'apparato ereditario della cellula ospite, lo modifica e dirige la sintesi dei componenti virali. Le particelle virali appena sintetizzate lasciano la cellula ospite e invadono altre cellule vicine.

Proteggendosi dai virus, le cellule producono una proteina protettiva: l'interferone, che inibisce la sintesi di nuove particelle virali. L'interferone è usato per trattare e prevenire alcune malattie virali. Il corpo umano resiste agli effetti dei virus producendo anticorpi. Tuttavia, non esistono anticorpi specifici per alcuni virus, come i virus oncogeni o il virus dell’AIDS. Questa circostanza complica la creazione di vaccini.

Cyanei(chiamato non del tutto correttamente alghe blu verdi). Sono comparsi più di 3 miliardi di anni fa. Cellule con pareti multistrato costituite da polisaccaridi insolubili. Esistono forme unicellulari e coloniali. I cianogeni sono organismi fotosintetici. La loro clorofilla si trova su membrane libere nel citoplasma. Si riproducono per divisione o collasso delle colonie. Capace di sporulazione. Ampiamente distribuito nella biosfera. In grado di purificare l'acqua decomponendo i prodotti in decomposizione. Entrano in simbiosi con i funghi, formando alcuni tipi di licheni. Sono i primi coloni su isole e rocce vulcaniche.

Regno dei funghi. Struttura, attività vitale, riproduzione. Uso dei funghi per uso alimentare e medicinale. Riconoscimento dei funghi commestibili e velenosi. I licheni, loro diversità, caratteristiche strutturali e funzioni vitali. Il ruolo dei funghi e dei licheni in natura

Funghi- questo è il regno degli organismi eterotrofi eucarioti unicellulari e multicellulari, che differiscono sia dalle piante che dagli animali per le loro caratteristiche strutturali e riproduttive e il modo di vivere. Il regno comprende circa 100mila specie. La parete cellulare dei funghi è costituita da una sostanza simile alla chitina, polisaccaridi e proteine. Le cellule possono essere mononucleari o multinucleate. L'apparato del Golgi è poco sviluppato. A differenza delle piante, i funghi non sono capaci di fotosintesi e la sostanza che immagazzina nelle loro cellule è il glicogeno, non l'amido.

Riproduzione nei funghi vegetativo, asessuale E sessuale. La propagazione vegetativa viene effettuata per macchie di micelio o per gemmazione. La riproduzione asessuata è associata alla sporulazione. Le spore si formano negli sporangi o all'estremità delle ife - conidiofori . Riproduzione sessuale i funghi superiori sono associati alla fusione di due cellule per formarsi grande quantità cellule binucleate. Alcune forme producono gameti sia identici (omogamia) che diversi (eterogamia). Ci sono funghi che non hanno un processo sessuale (penicillium).

I funghi si sono adattati a una varietà di condizioni ambientali. Negli ecosistemi funzionano come decompositori di sostanze organiche. Aiuta ad aumentare la fertilità del suolo. Sono utilizzati dagli esseri umani come cibo e servono come materie prime per la produzione di antibiotici, acidi organici ed enzimi. Tra i funghi ce ne sono moltissimi specie velenose. Viene considerato il più comune alle medie latitudini berretto mortale. Molti funghi si assomigliano specie commestibili. Ecco perché i funghi dovrebbero essere raccolti con molta cura. Alcuni funghi causano malattie negli esseri umani: micosi.

Licheni. Questi sono organismi formati come risultato della simbiosi di un fungo e di alghe. Un fungo è una componente eterotrofa di un lichene, un'alga verde o verde-azzurra è una componente autotrofa. Il fungo fornisce alle alghe acqua e sali minerali e le protegge dalla disidratazione. Le alghe forniscono il fungo materia organica. I licheni si riproducono sia asessualmente che sessualmente. La propagazione vegetativa viene effettuata per sezioni del tallo. Trovato in tutto aree geografiche, soprattutto nelle zone temperate e fredde. Ci sono circa 200 specie. I licheni più famosi sono Cladonia, o muschio di cervo, Xanthoria wallaria, o verga d'oro delle pareti, Parmelia e Cetraria.

Vengono utilizzati i licheni medicina popolare e gli acidi lichenici da essi rilasciati vengono utilizzati come componente medicinali da alcune malattie della pelle e da altre malattie. I coloranti chimici e gli indicatori sono realizzati con i licheni.

4.4. Regno delle piante. Caratteristiche della struttura dei tessuti e degli organi. Attività vitale e riproduzione di un organismo vegetale, sua integrità

Variabilitàè una proprietà universale dei sistemi viventi associata a cambiamenti nel fenotipo e nel genotipo che si verificano sotto l'influenza dell'ambiente esterno o come risultato di cambiamenti nel materiale ereditario. Esistono variabilità non ereditarie ed ereditarie.

Variabilità non ereditaria. Non ereditario, o gruppo (certo), o variabilità della modifica– si tratta di cambiamenti nel fenotipo sotto l’influenza delle condizioni ambientali. La variabilità della modificazione non influisce sul genotipo degli individui. Il genotipo, pur rimanendo invariato, determina i limiti entro i quali il fenotipo può cambiare. Questi limiti, ad es. vengono chiamate opportunità per la manifestazione fenotipica di un tratto norma di reazione E vengono ereditati. La norma di reazione stabilisce i confini entro i quali una caratteristica specifica può cambiare. Segni diversi hanno norme di reazione diverse: ampie o ristrette. Ad esempio, segni come il gruppo sanguigno e il colore degli occhi non cambiano. La forma dell'occhio dei mammiferi varia leggermente e ha una velocità di reazione ristretta. La produzione di latte delle mucche può variare in un intervallo abbastanza ampio a seconda delle condizioni in cui viene allevata la razza. Anche altre caratteristiche quantitative possono avere un'ampia velocità di reazione: crescita, dimensione delle foglie, numero di chicchi nella pannocchia, ecc. Più ampia è la norma di reazione, maggiori sono le opportunità che un individuo ha di adattarsi alle condizioni ambientali. Ecco perché ci sono più individui con un'espressione media del tratto che individui con le sue espressioni estreme. Ciò è ben illustrato dal numero di nani e giganti negli esseri umani. Ce ne sono pochi, mentre le persone con un'altezza compresa tra 160 e 180 cm sono migliaia di volte di più.

Le manifestazioni fenotipiche di un tratto sono influenzate dall'interazione combinata di geni e condizioni ambientali. I cambiamenti modificativi non sono ereditari, ma non sono necessariamente di natura di gruppo e non sempre si manifestano in tutti gli individui di una specie nelle stesse condizioni ambientali. Le modifiche garantiscono l'adattamento dell'individuo a queste condizioni.