Spørgsmål inden for økologi, evolutionsteori, befolkningsbiologi og andre videnskaber involverer ofte begrebet variabilitet (både bestemt og ubestemt). Dette er hjørnestenen for at forstå arternes oprindelse, deres evne til at tilpasse sig skiftende miljøforhold. Disse principper ligger til grund for moderne avl og molekylærbiologi. Lad os prøve at finde ud af, hvad disse begreber betyder.
Typer af variation
Disse begreber kaldes også ikke-arvelig og arvelig variation. Hvad er forskellen mellem bestemt og ubestemt variabilitet? Den første forekommer i en gruppe af individer som en reaktion på eksterne faktorer. Det er reguleret af værdien af reaktionsnormen. Som et eksempel kan vi huske en bjørns dvale, tætheden af en hunds pels, længden af en mælkebøttestamme. Hvis du ændrer miljøforholdene, vises disse tegn muligvis ikke. Så hvis du kunstigt skaber en overflod af mad og en varm temperatur hele året rundt, vil bjørnen ikke sove gennem vinteren. En hund, der bor indendørs om vinteren, vil have meget mindre underuld end en kædegårdshund. Med konstant græsslåning, mælkebøttevil vokse med en kortere stængelængde, hvilket vil gøre det muligt for den at danne en stilk og undgå at skære. Sådanne egenskaber er naturligvis ikke arvet genetisk.
Arvelig variabilitet opstår som spontane mutationer inden for en gruppe af individer og nedarves gennem generationer. Det er dog ikke alle mutationer, der er gavnlige. De fleste af dem bliver ubrugelige eller skadelige. Kun nogle ændringer vil blive understøttet af naturlig selektion. Denne egenskab er grundlaget for evolution, da den giver organismen mulighed for at tilpasse sig ændringer i miljøet, for at tilegne sig kvaliteter, der bidrager til overlevelse. Lad os dvæle ved denne type mere detaljeret.
Historie om undersøgelsen af usikker variabilitet
Når man nævner de faktorer, der påvirker arternes oprindelse, kan man ikke undlade at nævne forfatteren til bogen af samme navn og evolutionsteorien, Charles Darwin. Selvfølgelig er denne teori i øjeblikket færdiggjort og kaldes syntetisk. Beskrivelsen af de grundlæggende begreber og princippet forblev dog uændret.
Ifølge Darwin er ubestemt variabilitet – "uendeligt varierede mindre træk, der adskiller individer af samme art, og som ikke kan forklares ved arv fra en af deres forældre eller fra flere fjerne forfædre." Han t alte også om den direkte og indirekte indflydelse af eksistensbetingelserne på dannelsen af en levende organisme, om korrelationen af tegn. På samme tid eksisterede begrebet et gen endnu ikke, og årsagerne til fremkomsten af datafunktioner var ikke klare for denne videnskabsmand. Det er nu kendt, at arv er genetisk af natur, og mutationer forekommer i DNA hele tiden.
Hvordan fungerer denne mekanisme?
DNA-replikation får konstant fejl. Norm alt skal de fjernes af immunsystemet eller systemet med cellulær apoptose (programmeret død). I tilfælde af fejl i disse systemer, kan denne celle overleve og skabe kopier af sig selv. Hvis organismen er encellet eller ændringer har påvirket kønscellerne, vil denne defekt gå i arv og gå videre til andre generationer. Dette skaber diversitet i befolkningen og garanterer artens overlevelse og evolution generelt.
Typer af mutationer
- Gene. Påvirker strukturen af DNA på nukleotidniveau. De udtrykkes i tab, erstatning af ethvert nukleotid (menneskelige sygdomme såsom phenylketonuri, seglcelleanæmi kan nævnes som et eksempel).
- Generativ. Påvirker generne af kønsceller. Nedarvet gennem generationer.
- Somatisk. Mutationer af ikke-kønsceller. De nedarves ikke i dyr, men nedarves i planter, når de formeres ved en vegetativ metode (in vitro cellekultur).
- Genomisk. Forbundet med en ændring i antallet af kromosomer i kernen. De kan manifestere sig som en stigning i et eller flere kromosomer (hos mennesker er Downs sygdom forbundet med et ekstra kromosom) og som en multiplikation af deres antal (polyploide planter er vejledende: de fleste moderne hvedesorter er octoploide, det vil sige, de har otte sæt af kromosomer).
- kromosom alt.
Meaning
- Arten lever ikke altid under de samme forhold. I tilfælde af ændringer i levevilkårene, nogle gange pludselige, for eksempel på grund af en naturkatastrofe, genbosættelse til et andet kontinent osv., kan hele befolkningen være udsat for udryddelse. Men nogle organismer kan have mutationer, der var ubrugelige indtil dette punkt, men som nu er nødvendige for at overleve. Det betyder, at kun disse individer vil overleve og give afkom med disse egenskaber. Et eksempel kunne være den konstante kamp mellem bakterier og antibiotika. De udviklede antibakterielle midler er ret effektive i en vis tid, indtil afkom af mikroorganismer med gener for resistens over for denne type medicin formerer sig. Dette tvinger medicinalindustrien til at skabe nye produkter og uforvarende stimulere bakterier til at udvikle sig yderligere.
- Værdi i udvalg. Det var denne type variation, Charles Darwin anså for grundlaget for kunstig selektion. Mutationer, der opstår i starten, uanset miljøfaktorer, kan være værdifulde for mennesker. Så for eksempel er tomatfrugter med stor frugt ikke nyttige for selve planten - grenene vil ikke modstå deres vægt uden rekvisitter og strømpebånd. Men udvælgelsen på dette grundlag gjorde det muligt for os at opnå mere produktive sorter.
Definition: hvad er ubestemt variabilitet i biologi
Opsummering af ovenstående opsummerer vi, hvad dette begreb betyder i videnskaben. Ubestemt variabilitet i biologi er et begreb, der er synonymt medmutationer. Det er arvelig i naturen (i modsætning til en bestemt), mens mindre ændringer i genomet i den første generation akkumuleres og intensiveres i de efterfølgende. Denne type variabilitet er også forbundet med ændringer i miljøfaktorer, men ikke i form af tilpasninger, men indirekte. Det hjælper således at tilpasse sig ikke til en bestemt organisme, men til taxonet som helhed.
Eksempler på usikker variabilitet
Tidligere i artiklen blev særlige eksempler på mutationer, der hjælper med at tilpasse sig miljøet, diskuteret. Overvej flere brede typer af sådanne variationer i naturen:
- Beskyttende farve. Forekommer hos mange dyr. I processen med naturlig udvælgelse er individer med en mere iøjnefaldende farve i det omgivende landskab mindre modtagelige for angreb fra rovdyr og kan derfor producere flere afkom. Denne funktion er fast i generationer. På samme tid, når miljøforholdene ændrer sig (f.eks. når en befolkning flytter til et andet habitat), kan farven, der opretholdes ved udvælgelse, ændre sig.
- Signalfarvning. Som et resultat af ændringer i genomet har nogle insekter fået lyse farver, der advarer rovdyr om giftkirtler. Ikke-giftige insekter kan også farves på denne måde for at beskytte dem mod at blive spist. Dette fænomen kaldes mimik.
- Kropsform. Den indirekte indflydelse fra omgivelserne støtter individer, hvis kropsform er mest tilpasset det. Så den torpedoformede form, som hjælper med at svømme, er karakteristisk for vandorganismer. Det ligner delfiner, sæler, pingviner, fisk, svømmebiller. Naturligvis udviklede denne form i disse dyr sig uafhængigt. Det er bare, at i evolutionsprocessen overlevede de individer, der var bedst tilpasset til svømning, og fødte.
- Beskyttelsesmekanismer. For eksempel nåle af et pindsvin, et pindsvin - en modificeret hårgrænse. Individer, der på grund af en spontan mutation fik tættere børster, hvilket kan forårsage gener for et rovdyr, opnåede en fordel i reproduktionen. I de næste generationer understøttede udvalget tilsyneladende pelsens skarphed - denne funktion blev intensiveret.
Opsummering
Denne type variabilitet garanterer ikke organismens overlevelse, men sikrer artens overlevelse under konstant skiftende miljøforhold. Ubestemt variabilitet er nødvendig for mennesker som et avlsværktøj. Det bidrager til den naturlige og kunstige oprindelse af nye taxa. Det er grunden til, at usikker variabilitet er grundlaget for evolution.
