Zmienność w biologii nazywana jest niczym innym jak właściwościami organizmów do nabywania nowych cech, które różniłyby się od ich przodków, a także indywidualnymi stanami organizmów rodzicielskich w porównaniu z potomkami w okresie rozwoju pojedynczego organizmu. Różnorodność cech wśród przedstawicieli tego samego gatunku nazywana jest również zmiennością.
Rodzaje zmienności
Wyróżnia się następujące typy zmienności:
- Niedziedziczne i dziedziczne. Innymi słowy, modyfikacja i genetyka.
- Indywidualny, czyli różnica między poszczególnymi osobami i grupą. Ta ostatnia polega na zmianach między całymi grupami jednostek. Mogą to być np. populacje zwierząt tego samego gatunku. Należy rozumieć, że zmienność grupowa jest pochodną jednostkową i jest również własnością istot żywych.organizmy nabywają nowych cech.
- Rozróżnij zmienność bezkierunkową i kierunkową.
- Ilościowe i jakościowe.
Dzięki właściwościom organizmów do nabywania nowych cech, powstają zasadniczo nowe stany, które stanowią warunek wstępny dla późniejszej specjacji i ewolucji biosfery jako całości. Zmienność jest badana przez taką naukę, jak genetyka. Ale zanim przejdziemy do analizy zmienności w kategoriach genetycznych, powtórzmy, czym jest życie biologiczne jako zjawisko dla pełniejszego zrozumienia obrazu.
Właściwości organizmów żywych
Substancje ze środowiska zewnętrznego dostają się do organizmu, zapewniając procesy życiowe tego organizmu. Dzięki odżywianiu, składniki odżywcze i woda dostają się do tego biologicznego systemu, oddychanie dostarcza tlenu. Organizm przetwarza te substancje, część z nich wchłania, a część usuwa, czyli zachodzi proces wydalania. W ten sposób następuje wymiana substancji między organizmem a środowiskiem. Przyjmowanie składników odżywczych z pożywieniem zapewnia wzrost i rozwój, wszystkie te procesy razem są niezbędne do zapewnienia bardzo ważnej właściwości organizmu - zdolności do rozmnażania.
Każda zmiana warunków środowiskowych natychmiast powoduje odpowiednie reakcje organizmu. Jest to jeden z reprezentatywnych wskaźników istnienia właściwości organizmów do nabywania nowych cech. Główne właściwości organizmów żywych, a mianowicie odżywianie, metabolizmsubstancje, wzrost, oddychanie, wydalanie, reprodukcja, rozwój, drażliwość, są czynnikami w istnieniu jednostki biologicznej.
Wzrost żywych organizmów
Wzrost w biologii nazywany jest powiększaniem się organizmu wraz ze wzrostem jego masy. Rośliny mogą być w stanie wzrostu przez prawie całe życie. Towarzyszy mu wzrost wielkości i tworzenie nowych narządów wegetatywnych. Taki wzrost nazywa się nieograniczonym.
Wzrostowi zwierząt towarzyszy również wzrost rozmiaru - wszystkie narządy tworzące ciało zwierzęcia powiększają się proporcjonalnie. Ale nie powstają nowe organy. Właściwość organizmów do nabywania nowych cech pozwala, aby wzrost wielu zwierząt trwał tylko przez pewien okres życia, to znaczy być ograniczony. Organizmy w ciągu życia nie tylko rosną, ale także rozwijają się, zmieniają swój wygląd, zyskują nowe cechy. Rozwój to nazwa nadana nieodwracalnym, naturalnym zmianom zachodzącym w ciele istot żywych od momentu jego powstania do końca życia. Nową jakością, która pojawia się u roślin i zwierząt podczas rozwoju, jest zdolność do reprodukcji.
Rozwój żywych organizmów
Rozwój, podczas którego nowy organizm od urodzenia jest podobny do dorosłego zwierzęcia, nazywa się bezpośrednim. Ten rozwój jest typowy dla większości ryb, ptaków i ssaków. U niektórych zwierząt rozwój następuje z niesamowitymi przemianami. Na przykład u motyli z jaj wylęgają się larwy - gąsienice, które po chwili tworzą poczwarkę. NaStadium poczwarki przechodzi złożone procesy transformacji, z której wyłania się nowy motyl. Taki rozwój nazywamy rozwojem pośrednim, czyli rozwojem z przekształceniami. Rozwój pośredni jest typowy dla motyli, chrząszczy, żab.
Zmienność w genetyce
Genetyka to nauka o prawach dziedziczności i zmienności. Dziedziczność w genetyce nazywana jest wspólną właściwością wszystkich żywych organizmów polegającą na przekazywaniu potomstwu swoich znaków i cech rozwojowych. Z kolei zmienność to zdolność organizmów do nabywania nowych cech i właściwości, które różnią się między osobnikami w obrębie gatunku. Trudno dyskutować o koncepcjach genetycznych, nie wiedząc, czym jest gen. Dlatego dowiedzmy się, że gen to odcinek DNA, którego sekwencja nukleotydowa zawiera wszystkie zakodowane informacje niezbędne do późniejszej syntezy RNA i polipeptydów. Gen jest również podstawową jednostką dziedziczności.
Allele to różne warianty jednego genu. Powstają jeden nad drugim w wyniku mutacji. Zawarte w tych samych loci (obszarach) chromosomów homologicznych.
Homozygota to organizm biologiczny, który w swoich komórkach w homologicznych chromosomach zawiera allele danego genu tylko jednego typu.
Heterozygotę można nazwać organizmem, którego komórki w homologicznych chromosomach zawierają różne allele określonego genu.
Genotyp w genetyce nazywa się generałemzestaw genów w organizmie biologicznym. Z kolei fenotyp to zespół takich właściwości organizmu, które są wynikiem interakcji genotypu i środowiska zewnętrznego.
Rola zmienności w ewolucji
Fenotyp każdej konkretnej żywej istoty jest konsekwencją interakcji genotypu tego organizmu z warunkami zapewnianymi przez środowisko zewnętrzne. Imponująca część zmienności fenotypów populacji jest spowodowana różnicą między genotypami jej osobników. Syntetyczna teoria ewolucji definiuje ewolucję jako zmianę tej zmienności genetycznej. Częstość alleli w puli genów jest zmienna, w wyniku czego allel ten staje się mniej lub bardziej powszechny w porównaniu z innymi formami takiego genu. Wspólna właściwość wszystkich organizmów do nabywania nowych cech wynika częściowo z tego, że siły ewolucyjne działają w taki sposób, że zmieniają częstotliwość alleli. Zmiana znika, gdy częstotliwość alleli osiągnie stan ustalony.
Pojawienie się zmienności następuje z powodu mutacji w materiale genetycznym, migracji między populacjami i przetasowania genów, które następuje w wyniku rozmnażania płciowego. Dowiedziałeś się już, że zdolność organizmów do nabywania nowych cech nazywa się zmiennością, ale ważne jest również, aby wiedzieć, że może ona wynikać z wymiany genów wśród przedstawicieli więcej niż jednego gatunku, na przykład poprzez horyzontalny transfer genów u bakterii i hybrydyzacja w roślinach. Pomimo ciągłej zmiany częstości alleli z tego powoduprocesów, większość genomów jest prawie identyczna u wszystkich osobników tego samego gatunku. Jednak nawet stosunkowo niewielkie zmiany w genotypie mogą prowadzić do dramatycznych zmian w fenotypie. Na przykład różnica między genomem ludzkim a genomem szympansa to tylko pięć procent całego łańcucha DNA.
