Frågor inom ekologi, evolutionsteori, befolkningsbiologi och andra vetenskaper involverar ofta begreppet variabilitet (både bestämd och obestämd). Detta är hörnstenen för att förstå arternas ursprung, deras förmåga att anpassa sig till förändrade miljöförhållanden. Dessa principer ligger till grund för modern avel och molekylärbiologi. Låt oss försöka ta reda på vad dessa begrepp betyder.
Typer av variation
Dessa begrepp kallas även icke-ärftlig och ärftlig variation. Vad är skillnaden mellan bestämd och obestämd variation? Den första inträffar i en grupp individer som ett svar på yttre faktorer. Den regleras av reaktionsnormens värde. Som ett exempel kan vi minnas en björns viloläge, densiteten på en hunds päls, längden på en maskrosstam. Om du ändrar miljöförhållandena kanske dessa tecken inte visas. Så om du på konstgjord väg skapar ett överflöd av mat och en varm temperatur året runt, kommer björnen inte att sova genom vintern. En hund som bor inomhus på vintern kommer att ha mycket mindre underull än en kedjegårdshund. Med konstant gräsklippning, maskroskommer att växa med en kortare stjälklängd, vilket gör att den kan bilda en stjälk och undvika skärning. Naturligtvis är sådana egenskaper inte genetiskt nedärvda.
Äftlig variation uppstår som spontana mutationer inom en grupp individer och ärvs genom generationer. Men inte alla mutationer är fördelaktiga. De flesta av dem blir värdelösa eller skadliga. Endast vissa förändringar kommer att stödjas av naturligt urval. Denna egenskap är grunden för evolutionen, eftersom den tillåter organismen att anpassa sig till förändringar i miljön, för att förvärva egenskaper som bidrar till överlevnad. Låt oss uppehålla oss vid den här typen mer i detalj.
Historia om studien av osäker variabilitet
När man nämner de faktorer som påverkar arternas ursprung kan man inte undgå att nämna författaren till boken med samma namn och evolutionsteorin, Charles Darwin. Naturligtvis har denna teori för närvarande slutförts och kallas syntetisk. Beskrivningen av de grundläggande begreppen och principen förblev dock oförändrade.
Enligt Darwin är obestämd variabilitet – "oändligt varierande mindre egenskaper som skiljer individer av samma art och som inte kan förklaras av arv från en av deras föräldrar eller från fler avlägsna förfäder." Han talade också om det direkta och indirekta inflytandet av existensvillkoren på bildandet av en levande organism, om korrelationen av tecken. Samtidigt existerade inte begreppet gen ännu, och orsakerna till uppkomsten av dataegenskaper var inte tydliga för denna forskare. Det är nu känt att nedärvning är genetiskt till sin natur och mutationer förekommer i DNA hela tiden.
Hur fungerar den här mekanismen?
DNA-replikering får ständigt fel. Norm alt måste de avlägsnas av immunsystemet eller systemet för cellulär apoptos (programmerad död). I händelse av fel på dessa system kan denna cell överleva och skapa kopior av sig själv. Om organismen är encellig eller förändringar har påverkat könscellerna kommer denna defekt att ärvas och föras vidare till andra generationer. Detta skapar mångfald i befolkningen och garanterar artens överlevnad och evolution i allmänhet.
Typer of mutations
- Gene. Påverka strukturen av DNA på nukleotidnivå. De uttrycks i förlust, ersättning av alla nukleotider (mänskliga sjukdomar som fenylketonuri, sicklecellanemi kan nämnas som ett exempel).
- Generativ. Påverka könscellers gener. Ärvt genom generationer.
- Somatisk. Mutationer av icke-könsceller. De ärvs inte hos djur, men ärvs i växter när de förökas med en vegetativ metod (in vitro cellkultur).
- Genomisk. Förknippas med en förändring av antalet kromosomer i kärnan. De kan visa sig som en ökning av en eller flera kromosomer (hos människor är Downs sjukdom associerad med en extra kromosom) och som en multiplikation av deras antal (polyploida växter är vägledande: de flesta moderna vetesorter är oktoploida, det vill säga de har åtta uppsättningar av kromosomer).
- Kromosomal.
Meaning
- Arten lever inte alltid under samma förhållanden. I händelse av förändrade levnadsförhållanden, ibland abrupt, till exempel på grund av en naturkatastrof, vidarebosättning till en annan kontinent etc., kan hela befolkningen utrotas. Men vissa organismer kan ha mutationer som var värdelösa fram till denna punkt, men som nu är nödvändiga för att överleva. Det betyder att endast dessa individer kommer att överleva och ge avkomma med dessa egenskaper. Ett exempel skulle vara den ständiga kampen mellan bakterier och antibiotika. De utvecklade antibakteriella medlen är ganska effektiva under en viss tid, tills avkommorna till mikroorganismer med gener för resistens mot denna typ av medicin förökar sig. Detta tvingar läkemedelsindustrin att skapa nya produkter och omedvetet stimulera bakterier att vidareutvecklas.
- Värde i urval. Det var denna typ av variation som Charles Darwin ansåg grunden för artificiellt urval. Mutationer som uppstår initi alt, oavsett miljöfaktorer, kan vara värdefulla för människor. Så, till exempel, storfruktade tomatfrukter är inte användbara för själva växten - grenarna kommer inte att motstå sin vikt utan rekvisita och strumpeband. Men urval på denna grund gjorde det möjligt för oss att få mer produktiva sorter.
Definition: vad är obestämd variation i biologi
Sammanfattning av ovanstående sammanfattar vi vad detta begrepp betyder inom vetenskapen. Obestämd variation inom biologi är ett begrepp synonymt medmutationer. Det är ärftligt till sin natur (till skillnad från en bestämd sådan), medan mindre förändringar i arvsmassan i den första generationen ackumuleras och intensifieras i efterföljande. Denna typ av variation är också förknippad med förändringar i miljöfaktorer, men inte i form av anpassningar utan indirekt. Det hjälper alltså att anpassa sig inte till en specifik organism, utan till taxonet som helhet.
Exempel på osäker variation
Tidigare i artikeln diskuterades särskilda exempel på mutationer som hjälper till att anpassa sig till miljön. Tänk på flera breda typer av sådan variation i naturen:
- Skyddande färg. Förekommer hos många djur. I processen med naturligt urval är individer med en mer oansenlig färg i det omgivande landskapet mindre mottagliga för attacker av rovdjur och kan därför producera fler avkommor. Denna funktion är fixerad i generationer. Samtidigt, när miljöförhållandena ändras (till exempel när en population flyttar till en annan livsmiljö), kan färgen som upprätthålls genom urval ändras.
- Signalfärgning. Som ett resultat av förändringar i genomet har vissa insekter fått ljusa färger som varnar rovdjur för giftkörtlar. Icke-giftiga insekter kan också färgas på detta sätt för att skydda dem från att bli uppätna. Detta fenomen kallas mimik.
- Kroppsform. Miljöns indirekta påverkan stöder individer vars kroppsform är mest anpassad till den. Så den torpedformade formen, som hjälper till att simma, är karakteristisk för vattenlevande organismer. Det liknar delfiner, sälar, pingviner, fiskar, simbaggar. Naturligtvis utvecklades denna form hos dessa djur oberoende. Det är bara det att i evolutionsprocessen överlevde de individer som var bäst anpassade för simning och födde barn.
- Skyddsmekanismer. Till exempel nålarna på en igelkott, en piggsvin - en modifierad hårfäste. Individer som på grund av en spontan mutation fick tätare borst, vilket kan orsaka olägenheter för ett rovdjur, fick en fördel i fortplantningen. Under de kommande generationerna, uppenbarligen, stödde urvalet skärpan i pälsen - denna egenskap intensifierades.
Sammanfattning
Denna typ av variation garanterar inte organismens överlevnad, men säkerställer artens överlevnad under ständigt föränderliga miljöförhållanden. Obestämd variation är nödvändig för människor som ett avelsverktyg. Det bidrar till det naturliga och artificiella ursprunget för nya taxa. Det är därför osäkra variationer är grunden för evolutionen.
