Μεταβλητότητα στη βιολογία είναι η εμφάνιση ατομικών διαφορών μεταξύ ατόμων του ίδιου είδους. Λόγω της μεταβλητότητας, ο πληθυσμός γίνεται ετερογενής και το είδος έχει καλύτερες πιθανότητες να προσαρμοστεί στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Σε μια επιστήμη όπως η βιολογία, η κληρονομικότητα και η ποικιλία πάνε χέρι-χέρι. Υπάρχουν δύο τύποι μεταβλητότητας:
- Μη κληρονομική (τροποποίηση, φαινοτυπική).
- Κληρονομικό (μεταλλαξιογόνο, γονότυπο).
Μη κληρονομική μεταβλητότητα
Η μεταβλητότητα τροποποίησης στη βιολογία είναι η ικανότητα ενός μεμονωμένου ζωντανού οργανισμού (φαινότυπος) να προσαρμόζεται σε περιβαλλοντικούς παράγοντες εντός του γονότυπου του. Λόγω αυτής της ιδιότητας, τα άτομα προσαρμόζονται στις αλλαγές του κλίματος και σε άλλες συνθήκες ύπαρξης. Η φαινοτυπική μεταβλητότητα βασίζεται στις προσαρμοστικές διαδικασίες που συμβαίνουν σε οποιονδήποτε οργανισμό. Έτσι, στα εξωγαμικά ζώα, με τη βελτίωση των συνθηκών κράτησης, αυξάνεται η παραγωγικότητα: γαλακτοπαραγωγή, παραγωγή αυγών κ.λπ. Και τα ζώα που φέρονται στις ορεινές περιοχές μεγαλώνουν κοντά και με υγεία.ανεπτυγμένο υπόστρωμα. Αλλαγές στους περιβαλλοντικούς παράγοντες και προκαλούν μεταβλητότητα. Παραδείγματα αυτής της διαδικασίας μπορούν εύκολα να βρεθούν στην καθημερινή ζωή: το ανθρώπινο δέρμα γίνεται σκούρο υπό την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων, οι μύες αναπτύσσονται ως αποτέλεσμα σωματικής άσκησης, τα φυτά που αναπτύσσονται σε σκιερά μέρη και στο φως έχουν διαφορετικά σχήματα φύλλων και οι λαγοί αλλάζουν τρίχωμα χρώμα χειμώνα και καλοκαίρι.
Οι ακόλουθες ιδιότητες είναι χαρακτηριστικές της μη κληρονομικής μεταβλητότητας:
- ομαδική φύση αλλαγών;
- δεν κληρονομήθηκε από απογόνους;
- αλλαγή χαρακτηριστικού εντός ενός γονότυπου;
- Ο λόγος του βαθμού μεταβολής με την ένταση της επίδρασης ενός εξωτερικού παράγοντα.
Κληρονομική μεταβλητότητα
Κληρονομική ή γονοτυπική μεταβλητότητα στη βιολογία είναι η διαδικασία με την οποία αλλάζει το γονιδίωμα ενός οργανισμού. Χάρη σε αυτήν, το άτομο αποκτά χαρακτηριστικά που προηγουμένως ήταν ασυνήθιστα για το είδος του. Σύμφωνα με τον Δαρβίνο, η γονοτυπική παραλλαγή είναι ο κύριος κινητήρας της εξέλιξης. Υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι κληρονομικής μεταβλητότητας:
- mutational;
- combinative.
Η συνδυαστική μεταβλητότητα προκύπτει από την ανταλλαγή γονιδίων κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή. Ταυτόχρονα, τα χαρακτηριστικά των γονέων συνδυάζονται με διαφορετικούς τρόπους σε πολλές γενιές, αυξάνοντας την ποικιλομορφία των οργανισμών στον πληθυσμό. Η συνδυαστική μεταβλητότητα υπακούει στους κανόνες της Μεντελικής κληρονομικότητας.
Ένα παράδειγμα τέτοιας μεταβλητότητας είναι η αιμομιξία και η επιγαμία (στενά συνδεδεμένη καιενδογαμία). Όταν τα χαρακτηριστικά ενός μεμονωμένου παραγωγού θέλουν να σταθεροποιηθούν στη φυλή των ζώων, τότε χρησιμοποιείται η ενδογαμία. Έτσι, ο απόγονος γίνεται πιο ομοιόμορφος και ενισχύει τις ιδιότητες του ιδρυτή της γραμμής. Η ενδογαμία οδηγεί στην εκδήλωση υπολειπόμενων γονιδίων και μπορεί να οδηγήσει στον εκφυλισμό της γραμμής. Για να αυξηθεί η βιωσιμότητα των απογόνων, χρησιμοποιείται επιδημία - άσχετη διασταύρωση. Ταυτόχρονα, αυξάνεται η ετεροζυγωτία των απογόνων και αυξάνεται η ποικιλομορφία εντός του πληθυσμού και, ως αποτέλεσμα, αυξάνεται η αντοχή των ατόμων στις δυσμενείς επιπτώσεις των περιβαλλοντικών παραγόντων.
Οι μεταλλάξεις, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε:
- γονιδιωματικό;
- χρωμοσωμικό;
- γενετική;
- κυτταροπλασματικό.
Οι αλλαγές που επηρεάζουν τα σεξουαλικά κύτταρα είναι κληρονομικές. Οι μεταλλάξεις στα σωματικά κύτταρα μπορούν να μεταδοθούν στους απογόνους εάν ένα άτομο αναπαράγεται βλαστικά (φυτά, μύκητες). Οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι ωφέλιμες, ουδέτερες ή επιβλαβείς.
Γονιδιακές μεταλλάξεις
Η μεταβλητότητα στη βιολογία μέσω γονιδιωματικών μεταλλάξεων μπορεί να είναι δύο τύπων:
- Πολυπλοειδία - η μετάλλαξη είναι κοινή στα φυτά. Προκαλείται από πολλαπλή αύξηση του συνολικού αριθμού των χρωμοσωμάτων στον πυρήνα, σχηματίζεται κατά τη διαδικασία παραβίασης της απόκλισής τους προς τους πόλους του κυττάρου κατά τη διαίρεση. Τα πολυπλοειδή υβρίδια χρησιμοποιούνται ευρέως στη γεωργία - στη φυτική παραγωγή υπάρχουν περισσότερα από 500 πολυπλοειδή (κρεμμύδι, φαγόπυρο, ζαχαρότευτλα, ραπανάκι, μέντα, σταφύλια και άλλα).
- Ανευπλοειδία -αύξηση ή μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων σε μεμονωμένα ζεύγη. Αυτός ο τύπος μετάλλαξης χαρακτηρίζεται από χαμηλή βιωσιμότητα του ατόμου. Μια ευρέως διαδεδομένη μετάλλαξη στους ανθρώπους - ένα επιπλέον χρωμόσωμα στο 21ο ζεύγος προκαλεί σύνδρομο Down.
Χρωματοσωμικές μεταλλάξεις
Η μεταβλητότητα στη βιολογία μέσω χρωμοσωμικών μεταλλάξεων εμφανίζεται όταν αλλάζει η δομή των ίδιων των χρωμοσωμάτων: απώλεια του τελικού τμήματος, επανάληψη ενός συνόλου γονιδίων, περιστροφή ενός μόνο θραύσματος, μεταφορά ενός τμήματος χρωμοσώματος σε άλλο μέρος ή σε άλλο χρωμόσωμα. Τέτοιες μεταλλάξεις συμβαίνουν συχνά υπό την επίδραση της ακτινοβολίας και της χημικής ρύπανσης του περιβάλλοντος.
Γονιδιακές μεταλλάξεις
Ένα σημαντικό μέρος αυτών των μεταλλάξεων δεν εμφανίζεται εξωτερικά, καθώς είναι ένα υπολειπόμενο χαρακτηριστικό. Οι γονιδιακές μεταλλάξεις προκαλούνται από μια αλλαγή στην αλληλουχία των νουκλεοτιδίων - μεμονωμένα γονίδια - και οδηγούν στην εμφάνιση πρωτεϊνικών μορίων με νέες ιδιότητες.
Γονιδιακές μεταλλάξεις στον άνθρωπο προκαλούν την εκδήλωση ορισμένων κληρονομικών ασθενειών - δρεπανοκυτταρική αναιμία, αιμορροφιλία.
Κυτοπλασματικές μεταλλάξεις
Οι κυτταροπλασματικές μεταλλάξεις σχετίζονται με αλλαγές στις δομές του κυτταρικού κυτταροπλάσματος που περιέχει μόρια DNA. Αυτά είναι τα μιτοχόνδρια και τα πλαστίδια. Τέτοιες μεταλλάξεις μεταδίδονται μέσω της μητρικής γραμμής, αφού ο ζυγώτης λαμβάνει όλο το κυτταρόπλασμα από το μητρικό ωάριο. Ένα παράδειγμα κυτταροπλασματικής μετάλλαξης που έχει προκαλέσει μεταβλητότητα στη βιολογία είναι η πτερωτή φυτική, η οποία προκαλείται από αλλαγέςσε χλωροπλάστες.
Όλες οι μεταλλάξεις έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες:
- Εμφανίζονται ξαφνικά.
- Handed down.
- Δεν έχουν κατεύθυνση. Οι μεταλλάξεις μπορεί να υποστούν τόσο μια ασήμαντη περιοχή όσο και ένα ζωτικό σημάδι.
- Εμφανίζονται σε μεμονωμένα άτομα, δηλαδή μεμονωμένα.
- Στην εκδήλωσή τους, οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι υπολειπόμενες ή κυρίαρχες.
- Η ίδια μετάλλαξη μπορεί να επαναληφθεί.
Κάθε μετάλλαξη προκαλείται από ορισμένες αιτίες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, δεν μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Υπό πειραματικές συνθήκες, για τη λήψη μεταλλάξεων, χρησιμοποιείται ένας κατευθυνόμενος παράγοντας του εξωτερικού περιβάλλοντος - έκθεση σε ακτινοβολία και παρόμοια.
