Spørsmål innen økologi, evolusjonsteori, populasjonsbiologi og andre vitenskaper involverer ofte begrepet variabilitet (både bestemt og ubestemt). Dette er hjørnesteinen for å forstå arters opprinnelse, deres evne til å tilpasse seg endrede miljøforhold. Disse prinsippene ligger til grunn for moderne avl og molekylærbiologi. La oss prøve å finne ut hva disse begrepene betyr.
Typer of variabilitet
Disse begrepene kalles også ikke-arvelig og arvelig variabilitet. Hva er forskjellen mellom bestemt og ubestemt variasjon? Den første forekommer i en gruppe individer som en respons på eksterne faktorer. Det er regulert av verdien av reaksjonsnormen. Som et eksempel kan vi huske dvalen til en bjørn, tettheten til en hunds pels, lengden på en løvetannstamme. Hvis du endrer miljøforholdene, kan det hende at disse skiltene ikke vises. Så hvis du kunstig skaper en overflod av mat og en varm temperatur hele året, vil ikke bjørnen sove gjennom vinteren. En hund som bor innendørs om vinteren vil ha mye mindre underull enn en kjedegårdshund. Med konstant plenklipping, løvetannvil vokse med en kortere stilklengde, noe som vil tillate den å danne en stilk og unngå å kutte. Selvfølgelig er slike egenskaper ikke genetisk arvet.
Arvelig variasjon oppstår som spontane mutasjoner innenfor en gruppe individer og arves gjennom generasjoner. Imidlertid er ikke alle mutasjoner fordelaktige. De fleste av dem blir ubrukelige eller skadelige. Bare noen endringer vil bli støttet av naturlig utvalg. Denne egenskapen er grunnlaget for evolusjon, da den lar organismen tilpasse seg endringer i miljøet, for å tilegne seg egenskaper som bidrar til overlevelse. La oss dvele ved denne typen mer detaljert.
Historie om studiet av usikker variabilitet
Når man nevner faktorene som påvirker artens opprinnelse, kan man ikke unngå å nevne forfatteren av boken med samme navn og evolusjonsteorien, Charles Darwin. Selvfølgelig er denne teorien for øyeblikket ferdigstilt og kalles syntetisk. Beskrivelsen av de grunnleggende konseptene og prinsippet forble imidlertid uendret.
Ifølge Darwin er ubestemt variasjon – "uendelig varierte mindre trekk som skiller individer av samme art og som ikke kan forklares med arv fra en av foreldrene deres eller fra flere fjerne forfedre." Han snakket også om den direkte og indirekte påvirkningen av eksistensforholdene på dannelsen av en levende organisme, om korrelasjonen av tegn. Samtidig eksisterte ikke konseptet om et gen ennå, og årsakene til utseendet til datafunksjoner var ikke klare for denne forskeren. Det er nå kjent at arv er genetisk av natur, og mutasjoner forekommer i DNA hele tiden.
Hvordan fungerer denne mekanismen?
DNA-replikering får stadig feil. Norm alt må de fjernes av immunsystemet eller systemet med cellulær apoptose (programmert død). Ved svikt i disse systemene kan denne cellen overleve og lage kopier av seg selv. Hvis organismen er encellet eller endringer har påvirket kjønnscellene, vil denne defekten gå i arv og overføres til andre generasjoner. Dette skaper mangfold i bestanden og garanterer artens overlevelse og evolusjon generelt.
Typer of mutations
- Gene. Påvirke strukturen til DNA på nukleotidnivå. De kommer til uttrykk i tap, erstatning av ethvert nukleotid (menneskelige sykdommer som fenylketonuri, sigdcelleanemi kan nevnes som et eksempel).
- Generativ. Påvirker genene til kjønnsceller. Nedarvet gjennom generasjoner.
- Somatisk. Mutasjoner av ikke-kjønnsceller. De er ikke arvet i dyr, men arves i planter når de forplantes ved en vegetativ metode (in vitro cellekultur).
- Genomisk. Assosiert med endring i antall kromosomer i kjernen. De kan manifestere seg som en økning i ett eller flere kromosomer (hos mennesker er Downs sykdom assosiert med et ekstra kromosom) og som en multiplikasjon av antallet (polyploide planter er veiledende: de fleste moderne hvetesorter er oktoploide, det vil si at de har åtte sett med kromosomer).
- kromosom alt.
Meaning
- Arten lever ikke alltid under de samme forholdene. Ved en endring i levekår, noen ganger brå, for eksempel på grunn av en naturkatastrofe, gjenbosetting til et annet kontinent, etc., kan hele befolkningen bli utsatt for utryddelse. Men noen organismer kan ha mutasjoner som var ubrukelige til dette punktet, men som nå er nødvendige for å overleve. Dette betyr at bare disse individene vil overleve og gi avkom med disse egenskapene. Et eksempel kan være den konstante kampen mellom bakterier og antibiotika. De utviklede antibakterielle midlene er ganske effektive i en viss tid, til avkom av mikroorganismer med gener for resistens mot denne typen medisiner formerer seg. Dette tvinger den farmasøytiske industrien til å lage nye produkter og uforvarende stimulere bakterier til å utvikle seg videre.
- Verdi i utvalg. Det var denne typen variasjoner Charles Darwin anså som grunnlaget for kunstig seleksjon. Mutasjoner som oppstår i utgangspunktet, uavhengig av miljøfaktorer, kan være verdifulle for mennesker. Så for eksempel tomatfrukter med stor frukt er ikke nyttige for selve planten - grenene vil ikke tåle vekten uten rekvisitter og strømpebånd. Men utvalget på dette grunnlaget gjorde det mulig for oss å skaffe mer produktive varianter.
Definisjon: hva er ubestemt variasjon i biologi
Opsummering ovenfor oppsummerer vi hva dette konseptet betyr i vitenskapen. Ubestemt variasjon i biologi er et begrep som er synonymt medmutasjoner. Det er arvelig i naturen (i motsetning til en bestemt), mens mindre endringer i genomet i den første generasjonen akkumuleres og intensiveres i de påfølgende. Denne typen variasjoner er også forbundet med endringer i miljøfaktorer, men ikke i form av tilpasninger, men indirekte. Dermed hjelper det å tilpasse seg ikke til en bestemt organisme, men til taksonet som helhet.
Eksempler på usikker variasjon
Tidligere i artikkelen ble spesielle eksempler på mutasjoner som bidrar til å tilpasse seg miljøet diskutert. Vurder flere brede typer slike variasjoner i naturen:
- Beskyttende farge. Forekommer hos mange dyr. I prosessen med naturlig utvalg er individer med en mer upåfallende farge i det omkringliggende landskapet mindre utsatt for angrep fra rovdyr og kan derfor produsere flere avkom. Denne funksjonen er fast i generasjoner. Samtidig, når miljøforholdene endres (for eksempel når en befolkning flytter til et annet habitat), kan fargen som opprettholdes ved seleksjon endres.
- Signalfarging. Som et resultat av endringer i genomet har noen insekter fått lyse farger som advarer rovdyr om giftkjertler. Ikke-giftige insekter kan også farges på denne måten for å beskytte dem mot å bli spist. Dette fenomenet kalles mimikk.
- Kroppsform. Den indirekte påvirkningen av miljøet støtter individer hvis kroppsform er mest tilpasset det. Så den torpedoformede formen, som hjelper til med svømming, er karakteristisk for vannlevende organismer. Det ligner på delfiner, seler, pingviner, fisker, svømmebiller. Naturligvis utviklet denne formen i disse dyrene seg uavhengig. Det er bare det at i utviklingsprosessen overlevde de individene som var best tilpasset svømming og fødte.
- Beskyttelsesmekanismer. For eksempel nålene til et pinnsvin, et piggsvin - en modifisert hårfeste. Individer som på grunn av en spontan mutasjon fikk tettere bust, noe som kan forårsake ulemper for et rovdyr, fikk en fordel i reproduksjonen. I de neste generasjonene støttet tilsynelatende utvalget skarpheten til pelsen - denne funksjonen ble intensivert.
oppsummering
Denne typen variasjon garanterer ikke organismens overlevelse, men sikrer artens overlevelse under stadig skiftende miljøforhold. Ubestemt variasjon er nødvendig for mennesker som et avlsverktøy. Det bidrar til den naturlige og kunstige opprinnelsen til nye taxa. Dette er grunnen til at usikker variasjon er grunnlaget for evolusjonen.
