Zmienność w biologii to występowanie indywidualnych różnic między osobnikami tego samego gatunku. Ze względu na zmienność populacja staje się niejednorodna, a gatunek ma większe szanse na przystosowanie się do zmieniających się warunków środowiskowych.
W nauce takiej jak biologia dziedziczność i zmienność idą w parze. Istnieją dwa rodzaje zmienności:
- Niedziedziczne (modyfikacja, fenotyp).
- Dziedziczny (mutacyjny, genotypowy).
Zmienność niedziedziczna
Zmienność modyfikacji w biologii to zdolność pojedynczego żywego organizmu (fenotypu) do przystosowania się do czynników środowiskowych w ramach jego genotypu. Dzięki tej właściwości jednostki dostosowują się do zmian klimatu i innych warunków egzystencji. Zmienność fenotypowa leży u podstaw procesów adaptacyjnych zachodzących w każdym organizmie. Tak więc u zwierząt niekrewniaczych, wraz z poprawą warunków przetrzymywania, wzrasta wydajność: wydajność mleka, produkcja jaj i tak dalej. A zwierzęta przywiezione w rejony górskie dorastają nisko i cieszą się dobrym zdrowiem.rozwinięty podszerstek. Zmiany czynników środowiskowych i zmienność przyczyn. Przykłady tego procesu można łatwo znaleźć w życiu codziennym: skóra ludzka ciemnieje pod wpływem promieni ultrafioletowych, mięśnie rozwijają się w wyniku wysiłku fizycznego, rośliny rosnące w miejscach zacienionych i oświetlonych mają inny kształt liści, a zające zmieniają sierść kolor zimą i latem.
Następujące właściwości są charakterystyczne dla zmienności niedziedzicznej:
- grupowy charakter zmian;
- nie dziedziczone przez potomstwo;
- zmiana cechy w genotypie;
- Stosunek stopnia zmiany do intensywności oddziaływania czynnika zewnętrznego.
Zmienność dziedziczna
Dziedziczna lub genotypowa zmienność w biologii to proces, w którym zmienia się genom organizmu. Dzięki niej jednostka nabiera cech dotychczas nietypowych dla jej gatunku. Według Darwina zmienność genotypowa jest głównym motorem ewolucji. Istnieją następujące rodzaje zmienności dziedzicznej:
- mutacyjne;
- kombinacja.
Zmienność kombinacyjna wynika z wymiany genów podczas rozmnażania płciowego. Jednocześnie cechy rodziców łączą się na różne sposoby w wielu pokoleniach, zwiększając różnorodność organizmów w populacji. Zmienność kombinacyjna jest zgodna z zasadami dziedziczenia Mendla.
Przykładem takiej zmienności jest chów wsobny i krzyżowanie wsobne (ściśle spokrewnione iendogamia). Gdy cechy indywidualnego producenta chcą być utrwalone w rasie zwierząt, stosuje się chów wsobny. W ten sposób potomstwo staje się bardziej jednolite i wzmacnia cechy założyciela linii. Chów wsobny prowadzi do manifestacji genów recesywnych i może prowadzić do degeneracji linii. Aby zwiększyć żywotność potomstwa, stosuje się krzyżowanie - niezwiązane krzyżowanie. Jednocześnie wzrasta heterozygotyczność potomstwa i wzrasta zróżnicowanie w populacji, a w efekcie wzrasta odporność osobników na niekorzystne działanie czynników środowiskowych.
Z kolei mutacje dzielą się na:
- genomiczny;
- chromosomalny;
- genetyczne;
- cytoplazmatyczny.
Zmiany wpływające na komórki płciowe są dziedziczone. Mutacje w komórkach somatycznych mogą być przenoszone na potomstwo, jeśli osobnik rozmnaża się wegetatywnie (rośliny, grzyby). Mutacje mogą być korzystne, neutralne lub szkodliwe.
Mutacje genomowe
Zmienność biologii spowodowana mutacjami genomowymi może być dwojakiego rodzaju:
- Poliploidia - mutacja jest powszechna u roślin. Jest to spowodowane wielokrotnym wzrostem całkowitej liczby chromosomów w jądrze, powstaje w wyniku naruszenia ich rozbieżności do biegunów komórki podczas podziału. Mieszańce poliploidowe znajdują szerokie zastosowanie w rolnictwie - w produkcji roślinnej występuje ponad 500 poliploidów (cebula, gryka, burak cukrowy, rzodkiewka, mięta, winogrona i inne).
- Aneuploidia -wzrost lub spadek liczby chromosomów w poszczególnych parach. Ten typ mutacji charakteryzuje się niską żywotnością osobnika. Powszechna mutacja u ludzi – jeden dodatkowy chromosom w 21 parze powoduje zespół Downa.
Mutacje chromosomowe
Zmienność w biologii poprzez mutacje chromosomowe pojawia się, gdy zmienia się struktura samych chromosomów: utrata sekcji końcowej, powtórzenie zestawu genów, rotacja pojedynczego fragmentu, przeniesienie segmentu chromosomu w inne miejsce lub do inny chromosom. Takie mutacje często występują pod wpływem promieniowania i zanieczyszczenia chemicznego środowiska.
Mutacje genów
Znaczna część tych mutacji nie pojawia się zewnętrznie, ponieważ jest to cecha recesywna. Mutacje genów są spowodowane zmianą sekwencji nukleotydów – poszczególnych genów – i prowadzą do pojawienia się cząsteczek białek o nowych właściwościach.
Mutacje genów u ludzi powodują manifestację niektórych chorób dziedzicznych - anemii sierpowatej, hemofilii.
Mutacje cytoplazmatyczne
Mutacje cytoplazmatyczne są związane ze zmianami w strukturze cytoplazmy komórki zawierającej cząsteczki DNA. Są to mitochondria i plastydy. Takie mutacje są przekazywane przez linię matczyną, ponieważ zygota otrzymuje całą cytoplazmę z jaja matczynego. Przykładem mutacji cytoplazmatycznej, która spowodowała zmienność w biologii, jest pierzastość roślin, która jest spowodowana zmianamiw chloroplastach.
Wszystkie mutacje mają następujące właściwości:
- Pojawiają się nagle.
- Przekazano.
- Nie mają żadnego kierunku. Mutacje mogą podlegać zarówno nieznacznemu obszarowi, jak i oznakom życiowym.
- Występują u osób indywidualnych, czyli indywidualnych.
- W swojej manifestacji mutacje mogą być recesywne lub dominujące.
- Tę samą mutację można powtórzyć.
Każda mutacja jest spowodowana pewnymi przyczynami. W większości przypadków nie można go dokładnie określić. W warunkach eksperymentalnych do uzyskania mutacji wykorzystuje się ukierunkowany czynnik środowiska zewnętrznego – ekspozycję na promieniowanie itp.
