Лабораторная работа № 1. Выявление изменчивости у особей одного вида. Дайте описание предложенного вида по плану: 1. Название, корневая система, стебель, лист (простой или сложный, видоизменённый или нет), жилкование, листорасположение, цветок (одиночный или соцветие, тип соцветия), плод (тип плода). 2. Сравните два растения одного вида (или их отдельные части: семена, плоды и т. д.). 3. Найдите признаки сходства в их строении. Объясните причины сходства особей одного вида. 4. Выявите у исследуемых растений различия (размеры, окраска, фенодата — появление листьев, цветение, плодоношение, листопад). 5. Какие свойства организмов обусловливают различия между особями одного и того же вида? 6. Объясните, как могли возникнуть различия между особями одного вида. 7. Вывод — раскройте значение этих свойств организмов для эволюции. Какие различия обусловлены наследственной изменчивостью, а какие — ненаследственной?

В условии не указан конкретный вид, поэтому ниже приведены три готовых условных варианта. Наблюдения и даты фенологических явлений следует сверить с выбранными растениями: они зависят от условий и местности.

Вариант 1. Одуванчик лекарственный

1. Описание вида. Одуванчик лекарственный — многолетнее травянистое растение. Корневая система стержневая. Стебель укороченный; цветоносная стрелка безлистная, полая, с млечным соком. Листья простые, не видоизменённые, обычно собраны в прикорневую розетку; жилкование сетчатое. Цветки собраны в одиночную корзинку, состоящую из многочисленных язычковых цветков. Плод — семянка с хохолком.
2. Сравнение двух растений. Рассмотрим два одуванчика, растущих на открытом участке. У первого листья длиннее, а цветонос выше; у второго растение ниже и листья короче. У одного цветение началось раньше, у другого позже. Это пример возможных наблюдений, а не измерения изображённых растений.
3. Сходство и его причины. У обоих растений есть прикорневая розетка, стержневой корень, безлистный цветонос, корзинка из жёлтых язычковых цветков и семянки с хохолком. Основные признаки сходны потому, что растения принадлежат к одному виду и имеют общий наследственный план строения.
4. Различия. Могут различаться высота растения, длина и форма листьев, размер корзинки, сроки появления листьев и цветения. При наблюдении нужно записать фактические различия и даты.
5. Свойства, обусловливающие различия. Наследственная изменчивость связана с различиями генотипов; ненаследственная, или модификационная, — с влиянием условий среды на проявление признаков.
6. Как возникли различия. Различия генотипов возникают, например, вследствие мутаций и новых сочетаний генов при размножении. Размеры и сроки развития могут меняться под влиянием освещения, влажности, температуры, почвы и конкуренции.
7. Вывод. Наследственная изменчивость создаёт разнообразие, на которое может действовать естественный отбор; полезные в данных условиях наследственные особенности могут встречаться чаще в следующих поколениях. Различия, вызванные только условиями среды, обычно не передаются потомству. Различия по размерам и срокам цветения нельзя объявлять наследственными без специального сравнения растений в одинаковых условиях.

Вариант 2. Подсолнечник однолетний

1. Описание вида. Подсолнечник однолетний — травянистое растение. Корневая система стержневая, хорошо развитая. Стебель прямостоячий, обычно неветвящийся или слабоветвящийся. Листья простые, не видоизменённые, очередные, с сетчатым жилкованием. Цветки собраны в крупную корзинку: по краю находятся язычковые цветки, в центре — трубчатые. Плод — семянка.
2. Сравнение двух растений. Для сравнения можно взять два растения одного сорта, выращенные на одном участке. Одно может быть выше и иметь более крупную корзинку, другое — ниже и с меньшей корзинкой; могут различаться число и размер листьев, а также сроки цветения. Запишите реальные измерения и наблюдения.
3. Сходство и его причины. У обоих растений характерны прямостоячий стебель, очередные простые листья, корзинка и плоды-семянки. Сходство основных признаков связано с принадлежностью к одному виду и общностью наследственной основы.
4. Различия. Сравните высоту стебля, размеры корзинки и листьев, окраску и состояние растений, даты появления всходов, цветения и созревания семян. Отмечайте только то, что действительно наблюдали.
5. Свойства, обусловливающие различия. Различия могут быть наследственными или ненаследственными. На рост и развитие влияют наследственные особенности растения и условия его жизни.
6. Как возникли различия. Наследственные различия связаны с генетической изменчивостью. Нехватка света или воды, особенности почвы, температура, густота посадки и повреждения могут привести к различиям в росте и сроках развития.
7. Вывод. Наследственная изменчивость обеспечивает материал для эволюции: при естественном отборе преимущество в определённых условиях могут получить растения с подходящими наследственными признаками. Изменения, вызванные только условиями выращивания, обычно не наследуются. Чтобы различить причины, растения нужно сравнивать в одинаковых условиях или изучать их потомство.

Вариант 3. Фасоль обыкновенная

1. Описание вида. Фасоль обыкновенная — однолетнее травянистое растение. Корневая система стержневая, на корнях могут образовываться клубеньки с азотфиксирующими бактериями. Стебель бывает вьющимся или кустовым — это зависит от сорта. Листья сложные, тройчатые, не видоизменённые, обычно очередные; жилкование листочков сетчатое. Цветки собраны в небольшие кисти в пазухах листьев. Плод — боб.
2. Сравнение двух растений. Сравните два растения одного сорта: например, измерьте высоту стеблей, посчитайте листья и бобы, сравните длину бобов и дату начала цветения. Даже у растений одного сорта эти показатели могут немного различаться. Впишите результаты собственных наблюдений.
3. Сходство и его причины. У растений одного сорта обычно сходны форма сложных тройчатых листьев, строение цветка и плода-боба. Сходство объясняется общими видовыми признаками и наследственностью.
4. Различия. Могут различаться длина и число побегов, высота, число цветков и бобов, размеры листьев и сроки цветения и созревания. Значения следует получить при наблюдении, а не подставлять произвольные числа.
5. Свойства, обусловливающие различия. Различия связаны с наследственной изменчивостью и с воздействием среды. На признаки также влияет взаимодействие наследственных особенностей и условий выращивания.
6. Как возникли различия. Разные сочетания наследственных вариантов могут появиться при размножении; мутации также создают новые варианты. Различия в освещении, поливе, питании, температуре и конкуренции способны повлиять на рост и урожайность растений.
7. Вывод. Наследственная изменчивость — источник разнообразия, важного для естественного отбора и эволюции. Ненаследственные изменения помогают организму по-разному развиваться в разных условиях, но сами по себе обычно не передаются потомству. Для вывода о наследуемости признака недостаточно сравнить два растения: потомство нужно выращивать в одинаковых условиях.