Уровни организации живого

 При фенилкетонурии (аутосомно-рецессивный признак) гетерозиготы обычно считаются здоровыми, однако активность печёночного фермента фенилаланин-4-гидроксилазы у них вдвое ниже нормы, а содержание фенилаланина в клетках повышено, что, по некоторым данным, приводит к снижению IQ и повышенному риску развития некоторых психотических расстройств.

 При  неполном доминировании гетерозиготы  имеют фенотип, промежуточный  между фенотипами доминантной  и рецессивной гомозиготы. Например, при скрещивании чистых линий  львиного зева и многих других  видов цветковых растений с  пурпурными и белыми цветками  особи первого поколения имеют  розовые цветки.

 При  скрещивании чистых линий андалузских  кур чёрной и белой окраски  в первом поколении рождаются  куры серой окраски. На молекулярном  уровне самым простым объяснением  неполного доминирования может  быть как раз двукратное снижение  активности фермента или другого  белка (если доминантный аллель  дает функциональный белок, а  рецессивный — дефектный).

 Например, за белую окраску может отвечать  дефектный аллель, который дает  неактивный фермент, а за красную — нормальный аллель, который дает фермент, производящий красный пигмент. При половинной активности этого фермента у гетерозигот количество красного пигмента снижается вдвое, и окраска розовая.

 Могут  существовать и другие механизмы  неполного доминирования. При неполном доминировании во втором поколении моногибридного скрещивания наблюдается одинаковое расщепление по генотипу и фенотипу в соотношении 1:2:1.

При кодоминировании, в отличие от неполного доминирования, у гетерозигот признаки, за которые отвечает каждый из аллелей, проявляются одновременно (смешанно). Типичный пример кодоминирования — наследование групп крови системы АВ0 у человека. Всё потомство людей с генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет иметь генотип АВ (четвертая группа). Их фенотип не является промежуточным между фенотипами родителей, так как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглютиногена (А и В).

 При кодоминировании  назвать один из аллелей доминантным,  а другой — рецессивным нельзя, эти понятия теряют смысл: оба аллеля в равной степени влияют на фенотип.

При сверхдоминировании наблюдается более сильное проявление признака гетерозигот по сравнению с исходными гомозиготными родительскими формами. Так гетерозиготы по серповидноклеточной анемии обладают большей резистентностью к тропической малярии, вызываемой протозойным паразитом Plasmodium falciparum, чем индивиды, гомозиготные по нормальному доминантному аллелю гена, определяющего форму эритроцитов.

Другим примером может служить сверхдоминирование, наблюдаемое по такому признаку, как плодовитость у дрозофилы. Экспериментально показано, что у гетерозигот по отдельным мутациям наблюдаются более высокие показатели плодовитости, чем у родительских линий. Такая повышенная мощность гибридов первого поколения носит название «гетерозис». Как правило, по количественным признакам наблюдается гетерозис, основанный на гетерозиготности по многим генам, но возможны случаи гетерозиса у гетерозигот по одной паре аллелей, плейотропно влияющих на такие признаки, как плодовитость, длительность жизни, вес и др.  
 

    9. Экологические факторы,  их взаимодействие.

Окружающая организм среда - это природные тела и явления, с которыми она находится в прямых или косвенных отношениях. Условия среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, называются экологическими факторами.

Разные экологические  факторы действуют на организмы  определенными путями. Соответственно организмы имеют морфологические, физиологические, поведенческие приспособления к ним. 
 
Экологические факторы бывают разной интенсивности (в недостатке, в норме, или в избытке). Температура среды, например, бывает высокой, средней или низкой. Интенсивность фактора, при действии которого организм испытывает наиболее благоприятные воздействие на жизнедеятельность, называют оптимумом. 
 
Отклонением от оптимума. как в сторону понижения, так и в сторону повышения интенсивности фактора вызывают угнетенное состояние организма (бывают верхние и нижние границы выносливости по каждому фактору). 
 
Оптимум одинаков для разных видов живых организмов (холодостойких и теплолюбивых, влагостойких и сухолюбивых, теневыносливых и светолюбивых и пр.).

На организм одновременно действуют не один, а несколько факторов (их комплекс).При оптимальной температуре повышается выносливость к неблагоприятной влажности или недостатку пищи; обилие пищи увеличивает устойчивость к понижению температуры.

 Однако  ни один из необходимых факторов не может быть заменен другим. 
 
Если какой-либо фактор выходит за пределы выносливости организма, то существование этого организма становится невозможным даже при других благоприятных условиях. Факторы, выходящие за пределы максимума или минимума выносливости, называются ограничивающими факторами.

Экологические факторы среды делятся на три категории:

• абиотические факторы (факторы неживой природы),
• биотические факторы (факторы живой природы),
• антропогенные факторы (деятельность человека).

К абиотическим факторам относятся:

• физические - свет, температура, влага, движение воздуха, давление;
• эдафогенные (почвенные) - механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность;
• химические - газовый состав воздуха, солевой состав среды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов.

Физические  факторы — это те, источником которых служит физическое состояние  или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура, если она  высокая, вызовет ожог, если очень низкая  - обморожение. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде - течение, на суше — ветер и влажность, и т. п.

Но есть и физические факторы глобального  воздействия на организмы, к которым  относятся естественные геофизические поля Земли. Хорошо известно, например, экологическое воздействие магнитного, электромагнитного, радиоактивного и других полей нашей планеты.

 
Химические факторы — это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды. Если она высокая, жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать (Мертвое море), но в то же время в пресной воде не могут жить большинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде.

 
Эдафогенные факторы, т. е. почвенные, — это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, т. е. те, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Хорошо известно влияние химических компонентов (биогенных элементов), температуры, влажности, структуры почв, содержания гумуса и т. п. на рост и развитие растений.

Среди абиотических факторов довольно часто выделяют климатические (температура, влажность воздуха, ветер  и др.) и гидрографические — факторы  водной среды (вода, течение, соленость  и др.). 
Большинство факторов качественно и количественно изменяются во' времени.  
Факторы, изменения которых во времени повторяются регулярно, называют периодическими. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические — приливы и отливы, некоторые океанские течения. Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника и т. п.), называются непериодическими.

Однако не только абиотические факторы влияют на организмы. Организмы образуют сообщества, где им приходится бороться за пищевые  ресурсы, за обладание определенными  пастбищами или территорией охоты, т. е. вступать в конкурентную борьбу между собой. При этом проявляются  хищничество, паразитизм и другие сложные  взаимоотношения как на внутривидовом, так и, особенно, на межвидовом уровне. Это уже факторы живой природы, или биотические факторы.

К биотическим факторам относятся:

• внутривидовые
• межвидовые

Биотические факторы — совокупность влияний  жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. В последнем случае речь идет о способности самих организмов в определенной степени влиять на условия обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова, создается особый микроклимат, или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой температурно-влажностной режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом — прохладнее и влажнее. Особая микросреда возникает также в дуплах деревьев, в норах, в пещерах и т. п.

Особо следует  отметить условия микросреды под  снежным покровом, которая имеет  уже чисто абиотическую природу. В результате отепляющего действия снега, которое наиболее эффективно при его толщине не менее 50—70 см, в его основании, примерно в 5-сантиметровом слое, живу зимой мелкие животные-грызуны, так как температурные условия для них здесь благоприятны (от 0 до -2 °С). Благодаря этому же эффекту сохраняются под снегом всходы озимых злаков — ржи, пшеницы. В снегу от сильных морозов прячутся и крупные животные — олени, лоси, волки, лисицы, зайцы и др. — ложась в снег для отдыха.

 
Внутривидовые взаимодействия между  особями одного и того же вида складываются из группового и массового эффектов, и внутривидовой конкуренции. В настоящее время чаще всего эти эффекты называются демографическими факторами. Они характеризуют динамику численности и плотность групп организмов на популяционном уровне, в основе которой лежит внутривидовая конкуренция, которая в корне отличная от межвидовой. Она проявляется в основном в территориальном поведении животных, которые защищают места своих гнездовий и известную площадь в округе. Таковы многие птицы и рыбы.

 
Межвидовые взаимоотношения значительно  более разнообразны. Два живущие  рядом вида могут вообще никак  не влиять друг на друга, могут влиять и благоприятно, и неблагоприятно.

Возможные типы комбинаций и отражают различные виды межвидовых взаимоотношений: 
-нейтрализм — оба вида не оказывают никакого действия друг на друга, 
-конкуренция — каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное воздействие; 
-мутуализм — виды не могут существовать друг без друга; 
-протокооперация (содружество) — оба вида образуют сообщество, но могут существовать и раздельно, хотя сообщество приносит им обоим пользу; 
-комменсализм - один вид, комменсал, извлекает пользу от сожительства, а другой вид — хозяин не имеет никакой выгоды (взаимная терпимость); 
-аменсализм - один вид угнетает рост и размножение другого, 
-паразитизм — паразитический вид тормозит рост и размножение своего хозяина и даже может вызвать его гибель; 
-хищничество — хищный вид питается своей жертвой.

Межвидовые отношения  лежат в основе существования  биотических сообществ.

Антропогенные факторы.

Антропогенные факторы - факторы, порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду.

Человек видоизменяет живую и неживую природу, и  берет на себя в известном смысле и геохимическую роль (например, высвобождая замурованный в виде угля и нефти на многие миллионы лет углерод и выпуская его  в воздух углекислым газом). Поэтому  антропогенные факторы по размаху  и глобальности своего воздействия  приближаются к геологическим силам.