Modificarea și variabilitatea aleatoare

Variabilitatea Modificarea - un raspuns evolutiv organism fix la modificarea condițiilor de mediu la genotip constantă. Acest tip de variabilitate are două caracteristici principale. În primul rând, modificările afectează cele mai multe sau toate persoanele din populație, și toate acestea apar la fel. În al doilea rând, aceste schimbări au de obicei un caracter adaptiv. De regulă, modificările de modificare nu sunt transferate la următoarea generație. Un exemplu clasic de variabilitate modificării conferă plantei arrowhead, ale cărui frunze dobândi o formă suprafață de săgeată și subacvatic - panglica-like.

În cazul în care iepure Himalaya pe spate a scoate haina albă și pune-l în frig, acest loc va crește păr negru. Dacă eliminați bandaj de lână neagră și se aplică un cald, cresc fire de par alb. Atunci când în creștere de iepure Himalaya, la o temperatură de 30 * C, întreaga lână este de culoare albă. Offspring a două astfel de iepuri albi sunt crescute în condiții normale, va fi „Himalaya“, pictura. Aceste caracteristici de variabilitate cauzată de influența mediului extern și nu este moștenit, modificarea se numește. De obicei, vorbind despre a modificărilor de modificare medie modificări morfologice (de exemplu, schimbarea în formă de frunze), sau modificări de culoare. Cu toate acestea, de multe ori acest grup includ și răspunsuri fiziologice. Reglementarea genelor lucrează operon lactoză Escherichia coli este un exemplu de un astfel de răspuns fiziologic. Să ne amintim ce este. În absența glucozei în habitatul bacteriilor și bacterie în prezența lactozei începe să sintetiza enzime pentru procesarea zahărului. Dacă există glucoză în mediu, aceste enzime și bacterii dispar înapoi la metabolismul standard de.

In ambele exemple, modificările de modificare sunt marcate în mod clar natura adaptivă, astfel încât acestea sunt adesea denumite adaptări fiziologice.

Cele mai multe dintre modificările care nu sunt moștenite. Cu toate acestea cunoscute și modificări de modificare lungi, și care persistă în generația următoare (uneori chiar de mai multe generații). Care pot fi uneltele lor? Cum pot persista timp de mai multe generații, schimbări care sunt cauzate de influența mediului, și nu sunt asociate cu schimbări în genotipul?

Să considerăm un mecanism posibil pentru o astfel de modificare lungă. Să ne amintim că în operons bacteriene, cu excepția genelor structurale, există zone speciale - promotorul și operatorul. Operator - porțiune de ADN care este localizată între promotor și genele structurale. Operatorul poate fi asociat cu o anumită proteină - represor care împiedică deplasarea ARN polimerazei pe catena ADN-ului si previne sinteza enzimelor. Astfel, genele pot fi pornite și oprite în funcție de prezența proteinelor celulei represor adecvate. Imaginați-vă două astfel de operon în care una dintre primele gene structurale ale operonului codifică o proteină represor pentru oa doua operon și o genă structurală codifică a doua proteină Operon represoare pentru o prima operon. Dacă este activat primul operonul este blocat de al doilea, și vice-versa. Un astfel de dispozitiv este numit de declanșare bistabil. Imaginați-vă că unele efecte ale mediului de declanșare a trecut de primul stat la a doua. Apoi, această condiție poate fi moștenită. Oul va fi proteine ​​represor, care nu permit comutatorul de declanșare. Cu toate acestea, atunci când modificarea condițiilor de mediu, penetrarea celulară a unor materiale care vor elimina proteina represor, întrerupătorul de declanșare de la al doilea stat la prima.

Un astfel de mecanism nu este prelungit modificarea inventat, există, de exemplu, unele bacteriofagilor. Dacă fagi intră în celulă, în cazul în care acestea au puține substanțe nutritive, ele sunt în aceeași stare - nu se multiplică, dar numai transmise in timpul diviziunii celulare în filiale. În cazul în care orice celulă în condiții favorabile, fagii incep sa se multiplice, distruge celula gazdă, și ieși din ea în mediul înconjurător. Trecerea de fagi de la o stare la alta se efectuează cu ajutorul trigger molecular.

Variabilitatea Modificarea nu afectează baza ereditară a organismului - genotipul și, prin urmare, nu se transmite de la părinți la urmași.

Datorită apariției modificărilor individuale în mod direct (în mod adecvat) a răspunde la schimbările condițiilor de mediu și sunt mai bine adaptate la ea, ceea ce face posibil pentru a supraviețui și de a lăsa urmași.

Modificarea este rezultatul plasticitate metabolismului celular, ceea ce duce la exprimarea fenotipică a genei „silent“, în condiții specifice. Astfel, schimbările de modificare au loc în cadrul genotipului celulei constante.

Există mai multe tipuri de modificări de modificare. Cele mai cunoscute modificări adaptive, adică modificări non-ereditare benefice pentru organism și contribuie la supraviețuirea în circumstanțele schimbate. Motive pentru modificări adaptive se află în mecanismele de reglementare a acțiunii genei. modificarea adaptivă este adaptarea celulelor la E. coli lactoza ca un nou substrat. Un număr de bacterii detectate ca răspuns adaptativ universal ca răspuns la diferiți factori de stres (temperaturi ridicate și scăzute, o schimbare bruscă a pH-ului etc.). Manifestată în sinteza intensivă a unui mic grup de proteine ​​similare. Astfel de proteine ​​sunt numite proteine ​​de șoc termic, iar fenomenul - sindromul de șoc termic. Stresul asupra celulei bacteriene determină inhibarea sintezei proteinelor normale, dar induce sinteza unui mic grup de proteine ​​a căror funcție este probabil de a contracara stresul expus prin protejarea structurilor celulare esențiale, în special membrane și nucleoid. Încă nu se știe sunt mecanismele de reglementare care sunt declanșate în celula în timpul expunerii, cauzând sindromul șocului termic, dar este evident că acest lucru este un mecanism universal pentru modificări adaptive nespecifice.

Nu toate modificările adaptive în mod necesar. În cazul în care intensitatea acțiunii multor agenți sunt modificări non-moștenite, aleatorii în ceea ce le provoca stres. Ele apar doar în condițiile pe care le provoacă. Cauzele acestor celule modificate fenotipic sunt asociate cu procesul de erori de traducere cauzate de acești agenți.

Astfel, variabilitatea modificare nu afectează constituția genetică a unui organism, și anume, Nu este ereditar. În același timp, contribuie la procesul de evoluție. modificări adaptive extind capacitățile organismului de a supraviețui și de a reproduce într-o gamă mai largă de condiții de mediu. Decurgând în aceste condiții modificări mostenibile culese prin selecție naturală și, astfel, este o dezvoltare mai activă a unor noi nișe ecologice și a realizat o adaptare mai eficientă a acesteia.

Morphosis - nonhereditary schimba fenotipul organismului în ontogeneza sub influența factorilor de mediu extreme. Morphosis sunt maladaptativă și ireversibile. De multe ori - rugoasă modificări fenotip care depășesc norma de reacție, ca urmare a dezvoltării bolii și poate fi observată chiar și moartea organismului.

Genokopiya - aspect trăsături fenotipice similare în exterior sub influența genelor localizate în diferite porțiuni ale cromozomului sau in cromozomi diferite.