Классификация наследственности

«Наследственность» - свойство присущее всем живым существам, а также воспроизведение в потомстве признаков родителей и более отдаленных предков, обеспечивающее преемственность поколений и сохранении для данного вида особенностей строения или под «Наследственностью» понимают свойство родительских особей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению.

Наследственность проявляется в сходстве детей с родителями, близких родственников между собой, особей внутри породы или всегда. Именно благодаря наследственности от пшеницы получают пшеницу, от лошади жеребенка и т.д.

Причем каждый вид животного или растения, куда бы его ни перевозили и в какие бы условия не помещали, если он сохранит способность размножаться, то воспроизведет свои особенности.

Наследственность осуществляется через преемственность, т.е. потомство повторяет тот путь развития, который проходили его родители или более отдаленные предки.

Некоторые виды могут оставаться в течение сотен миллионов лет относительно неизменными.

Благодаря стойкости наследственности мы имеем большое количество культурных растений и тысячи пород сельскохозяйственных животных.

У крупного рогатого скота, например, предки и потомки всегда имеют характерные видовые признаки – раздвоенные копыта, оголенное носовое зеркало и целый ряд других признаков.

В животноводстве о стойкости наследственности судят по родословным или его происхождению. Если животные имеют ценных родителей и других предков, такие животные имеют высокую племенную ценность.

Передача признаков от родителей к потомкам, при половом размножении осуществляется через половые клетки.

В зависимости от того, ядру или цитоплазме принадлежит ведущая роль в передаче признака, различают наследственность:

Ядерная (хромосомная)

Цитоплазматическая (внеядерная, внехромосомная)

Истинная

Ложная

Переходная

1. Ядерная, когда вся наследственная информация закодирована в ядре клетки (в молекуле ДНК). Большая часть признаков (или практически всех признаков) и свойств организма определяется ядерной наследственностью.

Ведущая роль ядра в наследственности подтверждается тем, что в зиготу сперматозоид вносит в основном ядерный, а не цитоплазматический материал.

2. Цитоплазматическая, когда наследственная информация находится в цитоплазме. Впервые наследование через цитоплазму было изучено у растений (К. Корренсом в 1908г. и Э. Бауэром в 1909г.).

Оказалось, что некоторые формы пёстролистости у энотеры, львинного зева, петунии и др. передаются через цитоплазму, а не ядро.

У сельскохозяйственных животных явление цитоплазматической наследственности практически не изучено. Однако не следует считать, что цитоплазма не имеет никакого отношения к наследственности. Она оказывает существенное влияние на реализацию наследственных возможностей, заложенных в хромосомах, и влияет на «работу» генов, ибо функция любого гена регулируется биофизическими особенностями внутриклеточной среды. Гены осуществляют свое действие только через цитоплазму. Составляя вместе с ядром единую целостную систему – клетку, цитоплазма принимает активное участие в передаче наследственной информации последующим поколениям.

1. Ядерную и цитоплазматическую наследственность объединяют понятием – истинная наследственность (так как проявление признака контролируется собственными генами данной особи).

2. Ложная наследственность. Наследственность называют ложной т.к. она не связана с наследственным материалом самой клетки.

Ложная наследственность – это проявление в поколениях признаков и свойств, которые обусловлены действием возбудителей болезней (или действие ДНК различных возбудителей болезни). Вирусы, встроенные в ДНК клетки «хозяина», могут воспроизводиться в ней, и гены вируса становятся как бы собственными генами клетки.

У животных ложная наследственность наблюдается исключительно редко при заражении их медленными вирусами.

Пример: Сделав прививку, у человека появляется иммунитет к заболеваниям.

Пример: К типу ложной наследственности относится передача рака молочной железы у мышей с молоком матери. Если к матерям-кормилицам из раковой линии подсадить мышат из нормальной (нераковой линии), то такие мышата также становятся предрасположенными к раку молочной железы.

Пример: Зелёная окраска тела гусениц некоторых видов бабочек наблюдается при накоплении в их клетках зёрен хлорофилла поедаемых ими листов.

3. Переходный тип наследственности – сочетает в себе черты истинной и ложной наследственности. Примером переходной наследственности может служить способность штамма инфузорий Рaramecia Aurelia вырабатывать токсическое вещество парамецин, которое убивает инфузорий другого штамма, но абсолютно безвредно для инфузорий, его вырабатывающих.

     Стойкость наследственности не абсолютна. Да это было бы не выгодным для вида, так как тормозило бы его эволюцию.

Наследственность может иногда изменяться, создавая материал для естественного и искусственного отбора. Возникает – изменчивость.

Изменчивость – различия между родителями и потомками. Изменчивость является свойством противоположным наследственности, она заключается в изменении наследственных задатков – генов. Изменчивость нарушает наследственность, а наследственность стремится ограничить изменчивость.

Существуют различные виды изменчивости:

Наследственная

1. онтогенетическая (индивидуальная)

2. комбинативная

3. мутационная

4. коррелятивная

 

Ненаследственная

1. модификационная

 

К наследственной изменчивости относятся такие изменения признаков и свойств организмов, которые при половом размножении не исчезают, а стойко сохраняются в ряде поколений.

Онтогенетическая (индивидуальная) – совокупность изменений признаков и свойств в организме животных или растений от зиготы до его гибели. В онтогенезе особи происходит реализация наследственной информации, полученной от родителей, путем последовательного совместного действия комплекса генов. В результате у животных или растения формируются органы, признаки и свойства, характерные для данного вида и присущие только данным особям. В процессе онтогенеза каждый признак формируется самостоятельно, но в строгом соответствии с генетически детерминированным общим планом развития данной особи.

Комбинативная изменчивость наблюдается она обычно в потомстве, полученном в результате скрещивания животных различных пород и растений разных сортов, а также при межвидовом скрещивании (происходит перекомбинация признаков отцовской и материнской форм).

Комбинативная изменчивость играет важную практическую роль. Используя ее закономерности, выведено много новых пород животных.

Пример: Зебу с европейскими породами скота был создан австралийский молочный скот.

В новой породе сочетаются устойчивость к клещам, жаре (как у зебу) и высокая молочная продуктивность (как у европейского скота).

 Большое значение скрещиванию для получения новых пород придавали М.Ф. Иванов, П.Н. Кулешов и другие выдающиеся специалисты по животноводству.

Пример: М.Ф. Иванов создал 5 новых пород свиней, среди которых украинская белая степная порода свиней.

Примером получения комбинаций в скрещивании может служить создание знаменитой орловской рысистой породы лошадей получена комбинацией скрещиваний. Формирование породы продолжалось на заводе графа Орлова в течение 50 лет (1780-1830). В этот период в России не было хороших упряжных лошадей, Орлов собрал на своем Хреновском конном заводе до 3-х тысяч лучших лошадей, зарубежных верховых и упряжных пород: арабские, датские, голландские, английские – был получен прекрасный жеребец Барс I – он считался родоначальником Орловской рысистой породы (где были взяты лучшие качества от каждой породы).

При создании бестужевской породы крупного рогатого скота в скрещивании, кроме местного поволжского скота вовлекались 9 различных пород: дургамский английский скот, шортгорнский, симментальский и др.

Мутационная изменчивость характеризуется внезапным появлением у единичного организма каких-либо новых особенностей, которых не было у его предков. Мутации появляются в результате изменения наследственного материала, иначе говоря – наследственной информации и передаются потомству. Они возникают и в природных и в лабораторных условиях, и у домашних животных. В природных условиях они часто подвергаются действию естественного отбора и не сохраняются. Мутации представляют ценность для человека, и подвергаются действию искусственного отбора и таким образом распространяются и накапливаются у данного вида, создавая отличия его от дикого предка.

Пример: одомашненные норки, лисицы у которых за относительно короткое время жизни в условиях клеточного содержания обнаружен ряд мутаций окраски шерстного покрова, представляющие большую ценность для меховой промышленности.

Так у норок насчитывается 27 мутаций окраски и путем их сочетания получено большое количество расцветок – серебристо-голубые, жемчужные, платиновые, сапфировые.

У серебристо-черных лисиц возникли такие мутации окраски меха, как платиновая, беломордая, снежная также представляющая промышленную ценность.

Среди диких лисиц также наблюдалась возникновение мутаций окраски шерсти в Канаде – серебристо-черная, на Аляске – черно-бурая. У песцов – голубая окраска меха.

С течением времени отбор шлифует мутацию, делает ее эффекты более приемлемыми для организма, вплоть до приобретения им определенных преимуществ этому содействует тот факт, что в поколениях мутантный ген сочетается с разными комплексами других генов. В какой-то момент такое сочетание может оказаться благоприятным для развития мутанта, и тогда он сохраняется отбором.

В настоящее время с помощью различных воздействий созданы тысячи полезных мутаций микроорганизмов и растений обнадеживающие результаты получены и при воздействии радиации и химических мутагенов на животных, что открывает перспективу обогащения пород животных новыми вариантами генов и использование мутаций для выведения новых пород.

Коррелятивная изменчивость - развитие организма осуществляется как единый процесс под влиянием его наследственности и условий среды. Поэтому изменение в развитии какого-либо органа или ткани влечет за собой изменение в развитии и других органов и тканей, физиологически или анатомически связанных с ними.

Корреляция может быть положительной или отрицательной.

Например: сильному развитию мышц соответствует крепкий костяк и большой объем легких. С увеличением живой массы коров-первотелок возрастает удой, с увеличением удоя снижается жирность молока и т.д.,          однако планомерной племенной работой можно изменить корреляцию. Получены породы крупного рогатого скота сочетающие высокий удой и высокий процент жира.

Модификационная изменчивость возникает у животных и растений под непосредственным влиянием среды, как уже отмечалось, такая изменчивость не отражается на наследственности. Модификации широко распространены в природе, так как каждый организм в процессе развития и жизни подвергается влиянию условий среды, в большей или меньшей степени, которая отражается на его признаках.

Даже при одинаковой наследственности особи будут несколько отличаться друг от друга из-за разных условий существования.

Пример: Среди животных очень трудно найти индивидуумов с одинаковой наследственностью есть только у однояйцовых близнецов, т.е. двойни одного пола. Однояйцовые близнецы рождаются, хотя и редко у крупного рогатого скота, свиней, овец. Такие близнецы очень сходны по своим признакам, а наблюдающиеся у них небольшие различия вызваны исключительно влиянием условий среды.

Создавая соответствующие условия кормления и содержания, дает возможность целенаправленно формировать животных с желательными признаками.

Модификационная изменчивость имеет существенное практическое значение. Известно, что рост и развитие животных, их воспроизводительная функция и продуктивность зависит от условий кормления и содержания. При скудном рационе живая масса животного меньше, оно отстает в развитии и менее продуктивно. Недостаточный уровень кормления может отразиться и в дальнейшем на потомстве, которое затем и при нормальном кормлении, по крайней мере, в одном поколении будет иметь показатели ниже стандарта породы. Знание породных требований к условиям развития, создание оптимальных условий кормления и содержания позволяет направленно формировать конституцию животных, повышать их продуктивность к действию неблагоприятных факторов и получать потомство хорошего качества.

Однако не все признаки в одинаковой мере подвержены модификационной изменчивости. Большей частью при воздействиях среды изменяются размеры, вес, продуктивность животных. Морфологические признаки значительно более устойчивы, особенно видовые, которые развиваются в основном под влиянием наследственности.

Пример: Так, выращивая ягнят в условиях обильного кормления, можно увеличить их массу и настриг шерсти, но изменить характер шерстного покрова, например, получить овец с тонкой однородной шерстью из ягнят грубошерстных пород, невозможно, так как свойства шерстного покрова в очень большой степени определяются наследственностью. Окраска шерсти в очень слабой степени зависит от условий среды.

Возникающие модификации обычно сохраняются в следующих поколениях, если вызвавшие их условия среды не изменяются, а при возврате к первоначальным условиям исчезают. Однако известны случаи, когда модификации наблюдались и в следующих поколениях, когда вызвавшие их факторы среды уже изменились. Такие модификации называют длительными.

Пример: Если мать воспитана в плохих условиях и сильно недоразвита ее потомство, даже при хорошем выращивании сохраняет некоторые черты недоразвитости, отражающиеся, в свою очередь, на потомстве следующего поколения. Причина сохранения таких модификаций недостаточно удовлетворительные условия эмбрионального развития потомства и требуется некоторое число поколений, чтобы следы недоразвитости полностью исчезли.

Крайним вариантом модификации является морфоз – реакция на резко экстремальное изменение условий развития. При морфозе возникают уродства, дисгармония признаков. Морфозы могут быть вызваны действием излучений, химических веществ и других факторов, в дозах нарушающим обмен веществ в организме.

 Морфозы не наследуются и, как правило, носят патологический характер.

 

Контрольные вопросы:

1.Что такое наследственность и изменчивость?

2. Какие вы знаете виды наследственности?

3.Какие существуют виды изменчивости?

4.Назовите виды наследственной изменчивости.

 

 

ЛЕКЦИЯ №3

 Цитологические основы наследственности

1. Клетка, как генетическая система.

2. Роль органоидов цитоплазмы в жизнедеятельности клетки и передаче наследственной информации.

3. Хромосомы, их строение и биологическое значение.

4. Деление клеток – митоз, мейоз. Фазы деления.

5. Оплодотворение и его генетическое значение.