Отвечу как на учебный вопрос на сайте «вопрос–ответ», коротко по блокам и с примерами из практики выращивания картофеля.

1) Признаки сходства и причины сходства у особей одного вида картофеля (Solanum tuberosum)

Сходство в строении:

• Одинаковый набор органов и их план строения: подземные столоны, клубни (это видоизменённые побеги), придаточные корни, стебли, листья, соцветия, цветки типичного паслёнового типа, плод — ягода.

• Общие анатомические признаки клубня: кожура с чечевичками, «глазки» (почки), проводящие пучки, паренхима с крахмальными зёрнами.

• Сходные физиологические особенности: фотосинтез, накопление крахмала, период покоя клубня, сходные требования к длине дня/температуре для клубнеобразования.

• Единый кариотип вида (у культурного картофеля чаще тетраплоид, 2n=4x=48), общий генофонд.

Почему они похожи:

• Общая наследственная программа вида (общие гены → общий план строения и ключевые функции).

• Происхождение от общего предка и длительная культуре–эволюция в рамках одного вида.

• Стабилизирующий отбор (в природе) и стандарты селекции (в культуре) поддерживают базовые видовые признаки.

• Аналогичные условия выращивания часто «выравнивают» фенотип.

2) Признаки различия и какие свойства организмов их обуславливают

Чем реально различаются особи картофеля (в т.ч. разные сорта одной культуры):

• Морфология: форма клубня (круглая, овальная, удлинённая), глубина глазков, толщина и текстура кожуры, окраска кожуры и мякоти (белая, кремовая, жёлтая, розовая, фиолетовая), высота и облиственность куста, цвет венчика (белый, розовый, фиолетовый).

• Физиология и качество: содержание крахмала и сухих веществ, разваристость, вкус, уровень соланина, лежкость, всхожесть глазков, длительность периода покоя.

• Биология и агрономия: сроки созревания (ранний/средний/поздний), устойчивость к фитофторозу, парше, вирусам, нематодам; засухо- и холодоустойчивость; отзывчивость на удобрения.

• Урожайность и калибр клубней (количество клубней, их средний размер).

Какие свойства организмов лежат в основе различий:

• Наследственная (генотипическая) изменчивость:

  • Комбинативная — разные сочетания аллелей при половом размножении (при получении новых сортов через семена).

  • Мутационная — новые изменения ДНК (в том числе соматические мутации в меристеме, которые могут закрепиться при вегетативном размножении клубнем).

  • Полиплоидия, транслокации, активность транспозонов — реже, но тоже источник различий.

• Ненаследственная (модификационная) изменчивость:

  • Пластичность фенотипа в ответ на среду: освещённость, температура, влага, почва, питание, плотность посадки, агротехника.

  • Инфекции и физиологические состояния (например, вирусы снижают размер клубней, зеление кожуры от света, механические повреждения) — это не изменение генов, а состояние растения/клубня.

• Возрастные и онтогенетические различия: стадия развития куста или срок хранения клубня.

3) Значение этих свойств для эволюции и что отнести к наследственной vs ненаследственной изменчивости; как возникли различия

Эволюционное значение:

• Наследственная изменчивость — главный «материал» отбора. В природе — естественный отбор, в культуре — преимущественно искусственный отбор (селекция). Полезные генетические варианты (например, устойчивость к фитофторозу или более высокий крахмал) сохраняются и накапливаются, формируя сорта и, в долгосрочной перспективе, эволюционные сдвиги в пределах вида.

• Ненаследственная изменчивость — повышает краткосрочную приспособляемость (фенотипическая пластичность), помогает пережить стресс, но сама по себе эволюцию не направляет, так как не передаётся по наследству (исключая случаи, когда среда повышает вероятность отбора определённых наследуемых вариантов).

Примеры, что относится к чему:

• Наследственная:

  • Окраска кожуры и мякоти (белая/жёлтая/красная/фиолетовая).

  • Форма клубня и глубина глазков.

  • Сроки созревания (раннеспелость).

  • Содержание крахмала, разваристость, вкус.

  • Устойчивость к болезням/вредителям, засухо- или холодоустойчивость.

• Ненаследственная:

  • Крупность клубней и общий урожай в конкретный сезон из-за полива, питания, погоды.

  • Позеленение кожуры от хранения на свету.

  • Вкусовые отклонения при дефиците калия/воды или переизбытке азота.

  • Ухудшение вида/массы клубней из-за вирусной инфекции текущего года, механических повреждений, плотной посадки.

Как могли возникнуть различия между особями одного вида:

• Рекомбинация при половом размножении (скрещивания в селекции) → расщепление признаков у сеянцев.

• Мутации в половых клетках или в меристемах (соматические), в т.ч. сомаклональные вариации при микроразмножении; такие изменения закрепляются при вегетативном размножении клубнями.

• Гибридизация между сортами/формами → новые комбинации признаков.

• Полиплоидия и хромосомные перестройки → изменение доз генов, новые фенотипы.

• Эпигенетические метки могут кратковременно влиять на экспрессию генов; иногда они частично наследуются, но обычно менее стабильны, чем мутации.

• Факторы среды и агротехника (влага, температура, почва, питание, фитосанитарное состояние) вызывают модификации фенотипа без смены генотипа.

Итоговая логика:

• То, что стабильно повторяется при размножении клубнями из года в год и у потомства от семян, — признак наследственный.

• То, что меняется вместе с условиями сезона, участка и уходом, — признак ненаследственный (модификационный).

• В эволюции вида и в селекции сортов ключевую роль играют наследуемые различия; модификации лишь «подсвечивают» потенциал пластичности и влияют на то, какие генотипы окажутся успешнее в данных условиях.