Популяционная структура вида. Взаимодействие между генами полное и неполное доминирование. Экспрессивность и пенетрантность.

Популяциейв экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию.

Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» – народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории.

Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов. В популяциях проявляются в той или иной степени все формы связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические (взаимно полезные) и конкурентные. Специфические внутривидовые взаимосвязи– это отношения, связанные с воспроизводством: между особями разных полов и между родительским и дочерним поколениями.

При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное, партеногенетическое или другие способы размножения, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов, или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Достигается это в основном через количественные изменения населения. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.

Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у различных видов. Осуществляются они также через взаимоотношения особей.

Популяционная структура вида

Каждый вид, занимая определенную территорию (ареал), представлен на ней системой популяций. Чем сложнее расчленена территория, занимаемая видом, тем больше возможностей для обособления отдельных популяций. Однако в не меньшей степени популяционную структуру вида определяют его биологические особенности, такие, как подвижность составляющих его особей, степень их привязанности к территории, способность преодолевать естественные преграды.

Полное доминирование. Полное доминирование заключается в том, что в гетерозиготе, полученной при скрещивании представителей чистых линий, различающихся по одной пара альтернативных признаков, один из двух аллелей не проявляет своего действия. При скрещивании гетерозигот между собой (или при самоопылении) в потомстве появляется два фенотипических класса особей в соотношении 3:1. В фенотипе 3 частей проявился доминантный признак, а у 1 части –рецессивный.

Неполное доминирование. При неполном доминировании гибриды первого поколения имеют фенотип, укладывающийся в рамки проявления признака между исходными родителями и никогда их не достигающий (т.е. признак может быть любым, но не как у представителей чистых линий: меньше максимального, но больше минимального). При скрещивании таких гибридов между собой во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу на три класса в соотношении 1:2:1. В фенотипе 1 части проявился признак одного из родителей (представителя чистой линии «А»), в фенотипе 2 частей проявился признак гибридов первого поколения, в фенотипе ещё 1 части проявился признак другого родителя (представителя чистой линии «а»).

Пенетрантность и экспрессивность генов. Проявление действия гена может иметь различный характер, и фенотипическое проявление его может варьировать по степени выраженности признака. Один и тот же признак может проявляться или не проявляться у особей родственных групп. Это явление называется пенетрантностью гена, Пенетрантность определяют по проценту особей в популяции, у которых данный ген проявился, Если он проявится у всех обследованных животных или растений, то пенетрантность будет составлять 100%, если у части особей, то определяют их процент — 80, 75 % и т. д.

Экспрессивность гена характеризует фенотипическое проявление гена по реакции сходных генотипов на конкретные условия внешней среды. Действие одних генов в онтогенезе может быть более или менее константным, стойким в своем проявлений или варьировать в зависимости от внешних условий. Рецессивные гены, которые в обычных условиях в гетерозиготном состоянии фенотипически не проявляются, могут проявиться при измененных условиях.

Примером экспрессивности и различного фенотипического проявления гена может служить окраска меха у кролика, определяемая серией множественных аллелей гена С.

Гималайская окраска меха определяется аллелем c h и фенотипически проявляется в, белой окраске меха, но с черной окраской кончиков лап, ушей, носа и хвоста (рис. 46).

Окраска меха зависит от биохимических реакций, протекающих в клетках кожи, контролирующих выработку меланина, и от температуры окружающей среды. Кролик, выращенный при температуре выше 30 °С, оказывается сплошь белым. Если выщипать небольшой участок белой шерсти и систематически его охлаждать, то на нем вырастет черная шерсть. Пониженная температура влияет на активность генов, контролирующих выработку определенных ферментов,