Variabilita v biologii je ... Typy variability

Variabilita v biologii je vznik individuálních rozdílů mezi jedinci stejného druhu. V důsledku variability se populace stává heterogenní a tento druh má větší šanci přizpůsobit se měnícím se podmínkám prostředí.

Ve vědě, jako je biologie, jde dědičnost a variabilita ruku v ruce. Existují dva typy variability:

Nedědičná (modifikace, fenotypová).
Dědičná (mutační, genotypová).

Dědičná variabilita

Variabilita modifikace v biologii je schopnost jediného živého organismu (fenotypu) přizpůsobit se faktorům prostředí v rámci svého genotypu. Díky této vlastnosti se jednotlivci přizpůsobují změnám klimatu a dalším podmínkám existence. je základem adaptačních procesů vyskytujících se v jakémkoli organismu. U outbredních zvířat se zlepšujícími se podmínkami chovu roste produktivita: mléčný výnos, produkce vajec atd. A zvířata přivezená do horských oblastí vyrůstají krátká a s dobře vyvinutou podsadou. Změny faktorů prostředí také způsobují variabilitu. Příklady tohoto procesu lze snadno nalézt v každodenním životě: lidská kůže pod vlivem ultrafialových paprsků tmavne, svaly se vyvíjejí v důsledku fyzické námahy, rostliny pěstované ve stinných oblastech a na světle mají různé tvary listů a zajíci mění svůj barva srsti v zimě i v létě.

Pro nedědičnou variabilitu jsou charakteristické následující vlastnosti:

skupinový charakter změn;
nedědí potomci;
změna znaku v genotypu;
poměr stupně změny k intenzitě dopadu vnějšího faktoru.

Dědičná variabilita

Dědičná nebo genotypová variace v biologii je proces, při kterém se mění genom organismu. Díky ní jedinec získává znaky, které byly pro její druh dříve neobvyklé. Podle Darwina jsou genotypové variace hlavním hybatelem evoluce. Existují následující typy dědičné variability:

mutační;
kombinační.

Vyskytuje se v důsledku výměny genů během sexuální reprodukce. Charakteristiky rodičů se přitom různě kombinují v řadě generací, čímž se zvyšuje rozmanitost organismů v populaci. Kombinační mutabilita dodržuje Mendelova pravidla dědičnosti.

Příkladem takové variability je inbreeding a outbreeding (úzce související a nesouvisející křížení). Když se v plemeni zvířat chtějí zafixovat rysy jednotlivého producenta, pak se používá úzce související křížení. Potomstvo se stává jednotnějším a posiluje vlastnosti zakladatele linie. Inbreeding vede k expresi recesivních genů a může vést k liniové degeneraci. Pro zvýšení životaschopnosti potomků se používá outbreeding - nesouvisející křížení. Současně se zvyšuje heterozygotnost potomků a zvyšuje se rozmanitost v populaci, a v důsledku toho se zvyšuje odolnost jednotlivců vůči nepříznivým účinkům faktorů prostředí.

Mutace jsou zase rozděleny na:

genomický;
chromozomální;
gen;
cytoplazmatické.

Změny ovlivňující zárodečné buňky jsou dědičné. Mutace mohou být přeneseny na potomstvo, pokud se jedinec množí vegetativně (rostliny, houby). Mutace mohou být prospěšné, neutrální nebo škodlivé.

Genomické mutace

Variabilita v biologii prostřednictvím genomových mutací může být dvou typů:

Polyploidie - mutace je v rostlinách běžná. Je to způsobeno vícenásobným zvýšením celkového počtu chromozomů v jádře, vytvořených v procesu porušení jejich divergence k pólům buňky během dělení. Polyploidní hybridy jsou široce používány v zemědělství - v pěstování rostlin existuje více než 500 polyploidů (cibule, pohanka, cukrová řepa, ředkvičky, máta, hrozny a další).
Aneuploidie je zvýšení nebo snížení počtu chromozomů v jednotlivých párech. Tento typ mutace se vyznačuje nízkou životaschopností jedince. Rozšířená mutace u lidí - jedna z 21. páru - způsobuje Downův syndrom.

Chromozomální mutace

Variabilita v biologii se objevuje změnou struktury samotných chromozomů: ztráta terminální oblasti, opakování sady genů, rotace samostatného fragmentu, přenos segmentu chromozomu na jiné místo nebo na jiný chromozom. Takové mutace jsou často způsobeny radiací a chemickým znečištěním životního prostředí.

Genové mutace

Významná část těchto mutací se navenek neprojevuje, protože se jedná o recesivní znak. Genové mutace jsou způsobeny změnou sekvence nukleotidů - jednotlivých genů - a vedou ke vzniku proteinových molekul s novými vlastnostmi.

Genové mutace u lidí způsobují projev některých dědičných chorob - srpkovitá anémie, hemofilie.

Cytoplazmatické mutace

Cytoplazmatické mutace jsou spojeny se změnami struktur buněčné cytoplazmy obsahující molekuly DNA. Jedná se o mitochondrie a plastidy. Takové mutace se přenášejí mateřskou linií, protože zygota přijímá veškerou cytoplazmu z vajíčka matky. Příkladem cytoplazmatické mutace, která způsobila variabilitu v biologii, je opeření rostlin, které je způsobeno změnami chloroplastů.

Všechny mutace mají následující vlastnosti:

Objevují se náhle.
Dědí se.
Nemají žádný směr. Mutaci může podstoupit bezvýznamné místo i vitální funkce.
Vznikají u jednotlivých jedinců, to znamená, že jsou individuální.
V jejich projevu mohou být mutace recesivní nebo dominantní.
Stejnou mutaci lze opakovat.

Každá mutace je způsobena konkrétní příčinou. Ve většině případů to nelze přesně stanovit. V experimentálních podmínkách se k získání mutací používá směrovaný faktor vnějšího prostředí - expozice záření a podobně.