Тема: Модифікаційна мінливість.

Мета: вивчити статистичні закономірності модифікаційної мінливості.

Матеріали: насіння квасолі, бобів, листя лавровишні та інших дерев (гербарні та живі).

Розвиток фенотипу організму визначається взаємодією його спадкової основи – генотипу – з умовами зовнішнього середовища. При тому ж самому генотипі, але при різних умовах розвитку ознаки організму (його фенотип) можуть істотно розрізнятися. Форма мінливості, яка не пов'язана зі зміною генотипу, називається модифікаційною (неспадковою). Межі модифікаційної мінливості для різних ознак і при різних умовах можуть бути дуже різними (молочність рогатої худоби, фарбування вовни, розміри листків, висота рослин тощо). Межі модифікаційної мінливості ознаки називають його нормою реакції. Успадковується не ознака, а здатність організму (його генотипу) у результаті взаємодії з умовами розвитку давати визначений фенотип, чи, іншими словами, успадковується норма реакції організму на зовнішні умови. Наприклад, картопля, що зберігається у підвалі, не утворює зелених пластид, хоча гени утворення хлорофілу у неї є. Хлорофіл буде синтезуватися тільки на світлі, тобто за певних умов зовнішнього середовища. Таким чином, зовнішнє середовище повинне забезпечити умови, що необхідні для формування ознаки. Відхилення, які викликані зовнішніми умовами, не змінюють генотипу, вони знаходяться у межах норми його реакції.

Для вивчення меж щодо зміни ознаки організму (його норми реакції) будуються спеціальні варіаційні ряди і визначають середню величину ознаки. Якщо вимірювати довжину і ширину окремих листків, які взяті з одного дерева, то можна побачити, що розміри їх варіюють у досить широких межах. Ця мінливість є результатом різних умов розвитку листків на різних ярусах дерева при однаковому генотипі. Якщо деяка кількість листків розташувати у порядку наростання чи спадання ознаки (наприклад, довжини), то можна отримати ряд мінливості даної ознаки, що зветься варіаційним рядом і складається з окремих варіант. Варіанта – це одиничне вираження розвитку ознаки. Якщо підрахувати число окремих варіант у варіаційному ряді (частоту зустрічальності кожної варіанти), то можна побачити, що вона неоднакова (рис. 12). Найчастіше зустрічаються середні члени варіаційного ряду, а щодо обох кінців ряду, то частота зустрічальності буде знижуватися. Розглянемо це на прикладі мінливості довжини листків у лавровишні. Для вивчення візьмемо кілька гілочок лавровишні із зеленим листям.

Рис. 12. Варіаційний ряд листя лавровишні

Виміряємо довжину (мм) кожного листка і підрахуємо зустрічальність листків із різною довжиною. Побудуємо варіаційний ряд.

Якщо скласти ряд нижніх цифр, то одержимо кількість окремих спостережень або загальне число варіант: 95.

Розподіл варіант у варіаційному ряді можна виразити наочно за допомогою графіку. Графічне вираження мінливості ознаки, що відбиває як розбіг варіацій, так і частоту зустрічальності окремих варіант, називають варіаційною кривою. Використовуючи дані варіаційної кривої, визначають середній розмір ознаки. Чим більш однакові умови розвитку, тим менш відображена модифікаційна мінливість, і тим коротшим буде варіаційний ряд (у порівнянні з різноманітними умовами середовища, де модифікаційна мінливість більш ширша). Щоб дати об'єктивну характеристику мінливої ознаки, недостатньо обмежитися дослідженнями деяких варіант, необхідно вивчити значну кількість змінних параметрів ознак і побудувати варіаційну криву(рис. 13).

Рис. 13. Варіаційна крива довжини листків лавровишні (найчастіше зустрічаються листя із середнім розміром листкової пластинки – 96 мм)