Μεταβλητότητα στη βιολογία δεν ονομάζεται τίποτα περισσότερο από τις ιδιότητες των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά που θα διαφέρουν από τους προγόνους τους, καθώς και μεμονωμένες καταστάσεις των γονικών οργανισμών σε σύγκριση με τους απογόνους κατά την περίοδο ανάπτυξης ενός μεμονωμένου οργανισμού. Η ποικιλομορφία των χαρακτηριστικών μεταξύ των μελών του ίδιου είδους ονομάζεται επίσης μεταβλητότητα.
Τύποι μεταβλητότητας
Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι μεταβλητότητας:
- Μη κληρονομικό και κληρονομικό. Με άλλα λόγια, τροποποίηση και γενετική.
- Ατομικό, που είναι η διαφορά μεταξύ μεμονωμένων ατόμων και ομάδας. Το τελευταίο συνίσταται σε αλλαγές μεταξύ ολόκληρων ομάδων ατόμων. Μπορεί να είναι, για παράδειγμα, πληθυσμοί ζώων του ίδιου είδους. Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι η ομαδική μεταβλητότητα είναι παράγωγο του ατόμου και είναι επίσης ιδιότητα των ζωντανών όντων.οι οργανισμοί αποκτούν νέα χαρακτηριστικά.
- Διάκριση μεταξύ μη κατευθυντικής και κατευθυντικής μεταβλητότητας.
- Ποσοτικά και ποιοτικά.
Λόγω των ιδιοτήτων των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά, δημιουργούνται θεμελιωδώς νέες καταστάσεις, οι οποίες χρησιμεύουν ως προϋπόθεση για την επακόλουθη ειδογένεση και εξέλιξη της βιόσφαιρας στο σύνολό της. Η μεταβλητότητα μελετάται από μια τέτοια επιστήμη όπως η γενετική. Πριν όμως προχωρήσουμε στην ανάλυση της μεταβλητότητας σε γενετικούς όρους, ας επαναλάβουμε τι είναι η βιολογική ζωή ως φαινόμενο για μια πληρέστερη κατανόηση της εικόνας.
Ιδιότητες των ζωντανών οργανισμών
Ουσίες από το εξωτερικό περιβάλλον εισέρχονται στο σώμα, παρέχοντας τις ζωτικές διαδικασίες αυτού του οργανισμού. Χάρη στη διατροφή, τα θρεπτικά συστατικά και το νερό εισέρχονται σε αυτό το βιολογικό σύστημα, η αναπνοή παρέχει οξυγόνο. Ο οργανισμός επεξεργάζεται αυτές τις ουσίες, μερικές από αυτές τις απορροφά και κάποιες τις αφαιρεί, δηλαδή γίνεται η διαδικασία της απέκκρισης. Έτσι, υπάρχει μια ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του οργανισμού και του περιβάλλοντος. Η πρόσληψη θρεπτικών συστατικών με την τροφή εξασφαλίζει ανάπτυξη και ανάπτυξη, όλες αυτές οι διαδικασίες μαζί είναι απαραίτητες για να εξασφαλίσουν μια πολύ σημαντική ιδιότητα του οργανισμού - την ικανότητα αναπαραγωγής.
Οποιαδήποτε αλλαγή στις περιβαλλοντικές συνθήκες προκαλεί άμεσα τις αντίστοιχες αντιδράσεις του οργανισμού. Αυτός είναι ένας από τους αντιπροσωπευτικούς δείκτες της ύπαρξης των ιδιοτήτων των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά. Οι κύριες ιδιότητες των ζωντανών οργανισμών, δηλαδή η διατροφή, ο μεταβολισμόςουσίες, ανάπτυξη, αναπνοή, απέκκριση, αναπαραγωγή, ανάπτυξη, ευερεθιστότητα, είναι παράγοντες ύπαρξης μιας βιολογικής μονάδας.
Η ανάπτυξη των ζωντανών οργανισμών
Ανάπτυξη στη βιολογία ονομάζεται η μεγέθυνση του μεγέθους ενός οργανισμού με την αύξηση της μάζας του. Τα φυτά μπορούν να βρίσκονται σε κατάσταση ανάπτυξης για σχεδόν ολόκληρη τη ζωή τους. Συνοδεύεται από αύξηση του μεγέθους και σχηματισμό νέων βλαστικών οργάνων. Αυτή η ανάπτυξη ονομάζεται απεριόριστη.
Η ανάπτυξη των ζώων συνοδεύεται επίσης από αύξηση του μεγέθους - όλα τα όργανα που σχηματίζουν το σώμα του ζώου αυξάνονται αναλογικά. Αλλά νέα όργανα δεν σχηματίζονται. Η ιδιότητα των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά επιτρέπει την ανάπτυξη πολλών ζώων να συνεχιστεί μόνο για μια ορισμένη περίοδο ζωής, δηλαδή να περιοριστεί. Οι οργανισμοί κατά τη διάρκεια της ζωής όχι μόνο αναπτύσσονται, αλλά και αναπτύσσονται, αλλάζουν την εμφάνισή τους, αποκτούν νέες ιδιότητες. Ανάπτυξη είναι το όνομα που δίνεται στις μη αναστρέψιμες φυσικές αλλαγές που συμβαίνουν στο σώμα των ζωντανών όντων από τη στιγμή της γέννησής του έως το τέλος της ζωής. Μια νέα ποιότητα που εμφανίζεται στα φυτά και τα ζώα κατά την ανάπτυξη είναι η ικανότητα αναπαραγωγής.
Ανάπτυξη ζωντανών οργανισμών
Η ανάπτυξη, κατά την οποία ένας νέος οργανισμός από τη γέννηση είναι παρόμοιος με ένα ενήλικο ζώο, ονομάζεται άμεση. Αυτή η εξέλιξη είναι χαρακτηριστική για τα περισσότερα ψάρια, πτηνά και θηλαστικά. Σε ορισμένα ζώα, η ανάπτυξη συμβαίνει με εκπληκτικές μεταμορφώσεις. Για παράδειγμα, στις πεταλούδες, τα αυγά εκκολάπτονται σε προνύμφες - κάμπιες, οι οποίες μετά από λίγο σχηματίζουν μια χρυσαλλίδα. ΣτοΤο στάδιο της νύμφης υφίσταται περίπλοκες διαδικασίες μετασχηματισμού και μια νέα πεταλούδα αναδύεται από αυτό. Μια τέτοια ανάπτυξη ονομάζεται έμμεση, ή ανάπτυξη με μετασχηματισμούς. Η έμμεση ανάπτυξη είναι χαρακτηριστική για τις πεταλούδες, τα σκαθάρια, τους βατράχους.
Μεταβλητότητα στη γενετική
Γενετική είναι η επιστήμη των νόμων της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας. Η κληρονομικότητα στη γενετική ονομάζεται κοινή ιδιότητα όλων των ζωντανών οργανισμών να μεταδίδουν τα σημάδια και τα αναπτυξιακά τους χαρακτηριστικά στους απογόνους. Με τη σειρά της, η μεταβλητότητα είναι η ικανότητα των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά και ιδιότητες που είναι διαφορετικές μεταξύ των ατόμων ενός είδους. Είναι δύσκολο να συζητήσουμε γενετικές έννοιες χωρίς να γνωρίζουμε τι είναι γονίδιο. Επομένως, ας μάθουμε ότι ένα γονίδιο είναι ένα τμήμα του DNA, η νουκλεοτιδική αλληλουχία του οποίου φέρει όλες τις κωδικοποιημένες πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την επακόλουθη σύνθεση RNA και πολυπεπτιδίων. Το γονίδιο είναι επίσης η στοιχειώδης μονάδα της κληρονομικότητας.
Τα αλληλόμορφα είναι διαφορετικές παραλλαγές ενός μόνο γονιδίου. Προκύπτουν το ένα πάνω από το άλλο ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων. Περιέχεται στους ίδιους τόπους (περιοχές) ομόλογων χρωμοσωμάτων.
Ένας ομοζυγώτης είναι ένας βιολογικός οργανισμός που στα κύτταρά του σε ομόλογα χρωμοσώματα περιέχει αλληλόμορφα ενός δεδομένου γονιδίου ενός μόνο τύπου.
Ετεροζυγώτης μπορεί να ονομαστεί ένας οργανισμός του οποίου τα κύτταρα σε ομόλογα χρωμοσώματα περιέχουν διαφορετικά αλληλόμορφα ενός συγκεκριμένου γονιδίου.
Ο γονότυπος στη γενετική ονομάζεται γενικόςσύνολο γονιδίων σε έναν βιολογικό οργανισμό. Ο φαινότυπος, με τη σειρά του, είναι ένα σύνολο τέτοιων ιδιοτήτων ενός οργανισμού που είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του γονότυπου και του εξωτερικού περιβάλλοντος.
Ο ρόλος της μεταβλητότητας στην εξέλιξη
Ο φαινότυπος κάθε συγκεκριμένου έμβιου όντος είναι συνέπεια της αλληλεπίδρασης του γονότυπου αυτού του οργανισμού με τις συνθήκες που παρέχει το εξωτερικό περιβάλλον. Ένα εντυπωσιακό μέρος της διακύμανσης των φαινοτύπων ενός πληθυσμού προκαλείται από τη διαφορά μεταξύ των γονότυπων των ατόμων του. Η συνθετική θεωρία της εξέλιξης ορίζει την εξέλιξη ως μια αλλαγή σε αυτή τη γενετική παραλλαγή. Η συχνότητα των αλληλόμορφων στη γονιδιακή δεξαμενή κυμαίνεται, με αποτέλεσμα αυτό το αλληλόμορφο να γίνεται περισσότερο ή λιγότερο κοινό σε σύγκριση με άλλες μορφές ενός τέτοιου γονιδίου. Η κοινή ιδιότητα όλων των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά προκύπτει εν μέρει επειδή οι εξελικτικές δυνάμεις λειτουργούν με τέτοιο τρόπο ώστε να αλλάζουν τη συχνότητα των αλληλόμορφων. Η διακύμανση εξαφανίζεται όταν η συχνότητα αλληλόμορφων φτάσει σε σταθερή κατάσταση.
Η εμφάνιση της παραλλαγής συμβαίνει λόγω μεταλλάξεων στο γενετικό υλικό, μεταναστεύσεις μεταξύ πληθυσμών και ανακάτεμα γονιδίων, που συμβαίνει ως αποτέλεσμα της σεξουαλικής αναπαραγωγής. Έχετε ήδη μάθει ότι η ικανότητα των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά ονομάζεται μεταβλητότητα, αλλά είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζετε ότι μπορεί να προκύψει από την ανταλλαγή γονιδίων μεταξύ μελών περισσότερων του ενός ειδών, για παράδειγμα, μέσω οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων σε βακτήρια και υβριδισμός στα φυτά. Παρά τη συνεχή αλλαγή στις συχνότητες των αλληλόμορφων λόγω αυτώνδιεργασίες, τα περισσότερα γονιδιώματα είναι σχεδόν πανομοιότυπα σε όλα τα άτομα του ίδιου είδους. Ωστόσο, ακόμη και σχετικά μικρές αλλαγές στον γονότυπο μπορεί να οδηγήσουν σε δραματικές αλλαγές στο φαινότυπο. Για παράδειγμα, η διαφορά μεταξύ του ανθρώπινου γονιδιώματος και του γονιδιώματος του χιμπατζή είναι μόνο πέντε τοις εκατό της συνολικής αλυσίδας DNA.
