Введение. Исследование взаимосвязей признаков
Исследование взаимосвязей признаков Длина кисти человека и скорость совершения Мелких моторных движений руки среди женских и мужских особей популяции»
Работу выполнили: Виноградова Мария, Руди Нелли, Рубцова Анастасия, Шуба Алексей, Дёмин Дмитрий, Шпак Наталья, Брижинова Анна, Стройлова Ксения, Арсёнова Яна, Сатвалдинова Лаззат, Алиев Мырзахан, Тураева Солмаз студенты 3 курса био ПО ФЕНО Преподаватель: В.И. Нахаева, к. с. н., доцент. ОМСК - 2014 Введение Все природные тела отличаются гармоничностью, целостностью и взаимообусловленностью, так как они стремятся к упорядоченной структуре. Э. Шредингер характеризует жизнь, как упорядоченное и закономерное поведение материи, средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно на достаточно высоком уровне упорядоченности, в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей среды. (Шредингер, 2002) Таким образом, для организмов характерна целенаправленная саморегуляция всех свойств. Исходя из этого можно заключить, что чем более зависимы признаки организма как целостной системы, тем больше будет наблюдаться корреляция между признаками и изменение одного признака будет вести за собой изменение другого признака. Вследствие чего, чем сложнее организм, тем более тесно сплетены его особенности. В системе живой природы наиболее высоорганизованным объектом является человек. Прежде всего потому, что современный homo sapiens sapiens является результатом реализации биосоциальных программ, включающих в себя биотические (генетическая программа) и абиотические (воспитание в семье и в обществе в целом), факторы, влияющие на его развитие. Человек совмещает в себе сложный набор признаков, связанных между собой не только в физиологическом, но и в генетическом отношении. Эта система признаков отвечает термину конституция человека. Как пишет В.П. Дудьев, конституция объединяет в себе индивидуальные физиологические и анатомические особенности организма, складывающиеся у человека на основе наследственных и приобретенных под влиянием социальных и природных условий свойств, определяющих особенности его реакций на различные (в том числе и болезнетворные) воздействия внешней среды. (Дудьев, 2008) Конституция объединяет в себе индивидуальные пропорции человеческого тела, определяющиеся длиной трубчатых костей конечностей и губчатых костей грудной клетки, распределением и количеством мышечной и жировой массы. Последние из вышеописанных особенностей связаны с обменом веществ человека, т.к. они являются физиологическими. Также к признакам, обусловленным характером течения метаболизма косвенным образом можно отнести скорость проведения нервного импульса в любой точке нервной системы. Он является психофизиологическим, так как объяснение физиологии нервной системы дает ключ к пониманию индивидуальных характеристик высшей нервной деятельности, психики человека. Изучением указанных особенностей в аспекте их наследственных предпосылок занимается молодая, но весьма перспективная наука психогенетика. Именно она позволяет исследовать взаимодействие наследственности и среды в формировании межиндивидуальной вариантности психологических свойств человека (когнитивных и двигательных функций, темперамента). В последние годы активно развиваются две отрасли психогенетики: генетическая психофизиология, исследующая наследственные и средовые детерминанты биоэлектрической активности мозга, и генетика индивидуального развития. Представленное исследование затрагивает каждую из указанных проблем. Предметом изучения является установление соотношения двух признаков: длина кисти человека и скорость совершения мелких моторных движений руки. Первый признак является морфоанатомическим, его норму реакции ограничивает генотипически обусловленная длина трубчатых костей человека, что имеет прямую связь с конституцией человека. Проявление второго признака имеет диапазон, лимитирующийся психоморфологическими особенностями человека – скоростью проведения нервных импульсов между всем трем типам нейронов: афферентных (рецепторов поверхности кожи руки, зрительных рецепторных клеток глаза), ассоциативных и вставочных (нейронов центральной нервной системы), а также эфферентных (проводящих импульс непосредственно к исполняющим органам – мышцам кисти, а также к глазодвигательным мышцам). Как было указано ранее, конституция – генетически обусловленная норма реакции организма на изменение условий внешней и внутренней среды. Данный набор признаков обладает определяемой способностью варьировать степень выраженности признаков в течение жизни человека, т.е. он специфичен для особи, а не для вида. (Ватти, Тихомирова, 1979) Такая изменчивость называется модификационной, и, как и мутационная, она направлена на адаптацию организма к различным и резко меняющимся условиям окружающей среды. Вследствие того, что влияние оказывается одновременно на целый комплекс признаков, их проявление испытывает сопряженную трансформацию. В настоящее время актуальным становится вопрос о модификационной изменчивости характеристик мелкой моторики рук в связи с известной взаимосвязью их с развитием речи у человека. Скорость совершения мелких моторных движений руки относится к психомоторным признакам. Она связана с типом нервной системы (скоростью проведения нервного импульса, сменой и длительностью процессов возбуждения и торможения), что, как обозначено выше, имеет некоторую корреляцию с конституцией человека. Цель данной работы состоит в том, чтобы установить корреляционную зависимость между признаками длина кисти человека и скорость совершения мелких моторных движений руки в женской и мужской популяции. Для достижения указанной цели, мы поставили перед собой следующие задачи: 1) определить характер распределения изучаемых признаков у юношей и девушек; 2) выявить достоверные различия между оптимальным значением признаков у лиц женского и мужского пола; 3) выяснить наличие либо отсутствие влияния факторов окружающей среды на распределение исследуемых признаков у юношей и девушек; 4) доказать наличие корреляции в проявлении признаков. В ходе изучения вопроса корреляционной зависимости изучаемых признаков была выдвинута следующая гипотеза: I. Методика исследования Исследование проводилось в 2014 году в лаборатории генетики кафедры биологии ОмГПУ. Объектами изучения послужили юноши и девушки более или менее генотипически однородной популяции возрастом от 20 до 22 лет. Исследуемых объединял социальный статус – все они являлись студентами ОмГПУ. Для всех респондентов ведущей являлась правая рука, т.е. они относились к истинным правшам. Экспериментальная часть исследования состояла в измерении выраженности двух признаков у юношей и девушек. Во-первых это была длина кисти ведущей руки (правой) с ладонной стороны в миллиметрах, для этого воспользовались лентой из миллиметровой бумаги. Во-вторых - скорость совершения мелких моторных движений руки. Для её регистрации исследуемым людям было предложено разложить смесь макаронных изделий, отличающихся по форме, расположенную на подносе в три отдельные группы - для каждого вида соответсвенно, используя только правую руку. Разделение на группы было позволено совершать исключительно поштучно, перекатывание макаронных изделий запрещалось. Подсчет скорости осуществлялся в секундах с помощью секундомера. Производился учет гендерных особенностей в выполнении экспериментального задания. Так, как исследование являлось учебным, отслеживание скорости поворота глаз респондентов, параметры, связанные со зрительной обработкой информации и её регуляцией не рассматривались. Все наблюдения производились с одинаковой точностью и фиксировались в рабочем протоколе (приложение 1). После получение фактических данных последовала их статистическая обработка (раздельно, как и измерение проявления признаков, для юношей и девушек). Так как изучаемые признаки относились к непрерывным, для начала был рассчитан классовый интервал λ II. Собственные результаты и их обсуждение Согласно цели исследования и гипотезе проводили статистический анализ распределения признаков длина кисти человека и скорость совершения мелких моторных движений руки юношей и девушек. На основании вариационных кривых, отражающих полученные эмпирические данные, можно утверждать, что рассматриваемые признаки имеют нормальное распределение у лиц женского и мужского пола, так как большая часть значений х располагаются в зоне оптимума (рис.1, рис.2). Минимальное значение х i располагается в зоне лимита минимального и в зоне лимита максимального. В зоне оптимума среднее значение длины кистей у юношей и у девушек составляет мм и мм соответственно. Нормальное распределение признаков подтверждает и рассчитанный коэффициент вариаций, который не высок как у девушек, так и у юношей и в обоих случаях равен 5% (приложение 2). На основании суммарной вариационной кривой можно сказать, что достоверных различий между показателями длина кисти у юношей и девушек в возрасте 20-23 года одного этапа социального развития не отмечено (рис 3). Это говорит о том, что различные факторы окружающей среды слабо влияли на формирование длины кисти ведущей руки. Также, на основании оптимальных значений признака у юношей и девушек и суммарной вариационной кривой, можно утверждать, что гендерных различий в вариативности изучаемого признака не наблюдается. При изучении вариационных кривых параметра скорость мелких моторных движений руки можно наблюдать нормальное распределение признака у юношей. Большая часть значений у располагается в зоне оптимума (рис. 4). Минимальное значение у i находится в зоне лимита минимального и в зоне лимита максимального. Это демонстрирует отсутвтвие влияния факторов среды на распределение признака.
Рис.1. Вариационная кривая распределения признака длина кисти у девушек.
Рис.2. Вариационная кривая распределения признака длина кисти у девушек.
Рис.3. Суммарная вариационная кривая распределения признака длина кисти у юношей и девушек.
Рис.4. Вариационная кривая распределения признака скорость мелких моторных движений руки у девушек.
Рис.5. Вариационная кривая распределения признака скорость мелких моторных движений руки у юношей.
Рис.5. Суммарная вариационная кривая распределения признака скорость мелких моторных движений руки у юношей. У девушек напротив, распределение признака не соответствует норме (рис.5). На вариационной кривой распределения признака у лиц женского пола видна некоторая зона оптимума, максимального лимита, но отсутствует минимальный лимит. Различия распределения признака между юношами и девушками объясняется психологическими особенностями полов. В ходе эксперимента было замечено различное отношение к выполнению задания для определения второго признака. Девушки слушали внимательнее юношей, практически не переспрашивая условий выполнения задания. Для женского пола характерна эмоциональность, вызванная зависимостью от мнения окружающих. И так как задание, предложенное нами, отражало некоторые индивидуальные способности, девушки заинтересованы в том, чтобы в окружении зрителей их результат был наиболее «успешным». Юноши, в отличие от девушек, при выполнении задания ориентировались на успех не для окружающих людей, а ради удовлетворения собственных потребностей. Итак, можно сделать вывод о том, что на распределение признака скорости мелких моторных движений руки у юношей и девушек у девушек оказывает влияние социальная программа: гендерный параметр, такой, как повышенная эмоциональность нивелирует зону минимального лимита на вариационной кривой. Это подтверждается рассчитанным коэффициентом вариаций, который не высок у юношей и равен 17 % и несколько превышает норму девушек, составляя 21% (приложение 2). В зоне оптимума среднее значение скорости мелких моторных движений руки у юношей и девушек составляет 79 с и 80 с соответственно, что отражает отсутствие гендерных различий у лиц ювенильного возраста в оптимальном проявлении изучаемого признака. Таким образом, для признака скорость мелких моторных движений руки можно утверждать различия в распределении между лицами мужского и женского пола, в то время, как достоверных различий между оптимальными значения нет. На основании предложенной гипотезы, был подсчитан коэффициент корреляции между признаками – длина кисти человека и скорость совершения мелких моторных движений руки. Для юношей и девушек он равен 1, на основании чего можно утверждать взаимосвязь в наследовании и проявлении рассмотренных признаков у мужского и женского пола. Выводы 1. Признак длина кисти человека имеет нормальное распределение у юношей и девушек; параметр скорость совершения мелких моторных движений руки проявил нормальное распределение у юношей, в распределении признака у девушек были выявлены отклонения от нормы. 2. Достоверных различий между оптимальным значением признаков длина кисти человека и скорость совершения мелких моторных движений руки у лиц женского и мужского пола. 3. Распределение признака длина кисти не испытывает влияния внешних факторов и у юношей, и у девушек; распределение признака скорость совершения мелких моторных движений руки выявило отсутствие влияния факторов окружающей среды у юношей и наличие воздействия на него гендерных параметров социальной программы у девушек. 4. Наследование, развитие и проявление признаков длина кисти человека и скорость совершения мелких моторных движений руки имеет выраженную корреляцию и у юношей и у девушек в равной степени.
Список литературы 1. Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководство к практическим занятиям по генетике: Пособие для студентов биол. фак. пед. ин-тов. – 2-е изд., испр. – М., Просвещение, 1979. – 189 с., ил., 4 л. ил. 2. Генетика. Учебник для вузов/ Под. ред. Академика РАМН В.И. Иванова. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 638 с.: ил. 3. Дудьев В.П. Психомоторика: слов.-справ. / В.П. Дудьев. — М.: Гумани-тар. изд. центр ВЛАДОС, 2008. — 366 с. — (Коррекционная пе-дагогика). 4. Нахаева В.И. Практический курс общей генетики: учебное пособие для студентов биологических специальностей педагогических высших учебных заведений. – Омск: Изд-во ОмГПУ, 2010 – 210 с., ил. 5. Психогенетика, Учебник. И. В. Равич-Щербо, Т. М. Марютина, Е. Л. Григоренко. Под ред. И. В. Равич-Щербо — М.; Аспект Пресс, 2000,- 447 с. 6. Шредингер Э. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. – Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. – 92 с.
Приложение 1
Приложение 2 Расчет классового интервала
Длина кисти у девушек (мм)
Длина кисти у юношей (мм)
Скорость у девушек (сек)
Скорость у юношей (сек)
Приложение 3
Приложение 3
|
и проведена разбивка вариант на классы. Вариационный ряд признака с непрерывной изменчивостью был представлен классами с частотой встречаемости вариант этого класса. Далее составлена выборка генеральной совокупности, установлено среднее значение класса как частное от суммы всех вариант и объема выборки 
= 
, а также среднее значение класса как полусумму крайних вариант, входящих в класс (приложение 2). В целях полной характеристики степени выраженности признака были построены вариационные кривые – кривые распределения признака в генеральной совокупности (для каждого признака, для каждого пола респондентов). (приложение 4) Далее установили теоретические пределы соответствия средней арифметической выборки и генеральной совокупности через расчет ошибки средней арифметической выборки (приложение 2). После этого рассчитали степень изменчивости признака, определив такие показатели, как среднее квадратичное отклонение 
, варианса 
, коэффициент вариации V= 
. Для сравнения двух средних арифметических юношей и девушек установлена степень достоверности разности этих данных td= 
(приложение 2). Математическая обработка была завершена расчетом коэффициента корреляции для установления взаимосвязи между признаками длина кисти человека и скорость совершения мелких моторных движений руки среди мужских и женских особей популяции (приложение 3). (Нахаева, 2010)
