Mainīgums bioloģijā ir ... Mainīguma veidi

Bioloģijas variācijas ir individuālu atšķirību rašanās starp vienas sugas indivīdiem. Mainīguma dēļ populācija kļūst neviendabīga, un sugai ir lielākas iespējas pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem.

Tādā zinātnē kā bioloģija iedzimtība un mainīgums iet roku rokā. Pastāv divu veidu mainīgums:

• Neiedzimta (modifikācija, fenotipiska).
• Iedzimta (mutācijas, genotipiska).

Neiedzimta mainība

Modifikācijas mainīgums bioloģijā ir viena dzīva organisma (fenotipa) spēja pielāgoties vides faktoriem tā genotipa ietvaros. Pateicoties šai īpašībai, indivīdi pielāgojas klimata un citu eksistences apstākļu izmaiņām. atrodas jebkurā organismā notiekošo adaptīvo procesu centrā. Tātad izaudzētajiem dzīvniekiem, uzlabojoties turēšanas apstākļiem, palielinās produktivitāte: izslaukums, olu ražošana utt. Un dzīvnieki, kas ievesti kalnu apgabalos, izaug īsi un ar labi attīstītu pavilnu. Arī vides faktoru izmaiņas izraisa mainīgumu. Ikdienā var viegli atrast šī procesa piemērus: cilvēka āda ultravioleto staru ietekmē kļūst tumša, fiziskas slodzes rezultātā attīstās muskuļi, ēnainās vietās un gaismā audzētiem augiem ir atšķirīga lapu forma, zaķi maina savas formas. mēteļa krāsa ziemā un vasarā.

Šādas īpašības ir raksturīgas nepārmantotajai mainīgumam:

• izmaiņu grupas raksturs;
• nav mantojuši pēcnācēji;
• izmaiņas īpašībā genotipa ietvaros;
• izmaiņu pakāpes attiecība pret ārējā faktora ietekmes intensitāti.

Iedzimta mainīgums

Iedzimta vai genotipa variācija bioloģijā ir process, kurā mainās organisma genoms. Pateicoties viņai, indivīds iegūst pazīmes, kas iepriekš bija neparastas viņas sugai. Pēc Darvina domām, genotipiskās variācijas ir galvenais evolūcijas virzītājspēks. Ir šādi iedzimtas mainīguma veidi:

• mutācijas;
• kombinatīvais.

Tas rodas gēnu apmaiņas rezultātā seksuālās reprodukcijas laikā. Tajā pašā laikā vecāku īpašības vairākās paaudzēs tiek apvienotas dažādos veidos, palielinot organismu daudzveidību populācijā. Kombinatīvā mainīgums pakļaujas Mendeļa mantojuma noteikumiem.

Šādas variabilitātes piemērs ir inbrīdings un ārpusbrīdings (cieši saistīta un nesaistīta krustošana). Ja individuālā ražotāja īpašības vēlas nostiprināties dzīvnieku šķirnē, tad tiek izmantota cieši saistīta krustošanās. Tādējādi pēcnācēji kļūst viendabīgāki un pastiprina līnijas dibinātāja īpašības. Inbreeding izraisa recesīvu gēnu ekspresiju un var izraisīt līnijas deģenerāciju. Lai palielinātu pēcnācēju dzīvotspēju, tiek izmantota pārvairošana - nesaistīta krustošana. Tajā pašā laikā palielinās pēcnācēju heterozigotiskums un populācijas daudzveidība, kā rezultātā palielinās indivīdu izturība pret vides faktoru nelabvēlīgo ietekmi.

Mutācijas savukārt iedala:

• genoma;
• hromosomu;
• gēns;
• citoplazmas.

Izmaiņas, kas ietekmē dzimumšūnas, ir iedzimtas. Mutācijas var pārnest uz pēcnācējiem, ja indivīds vairojas veģetatīvi (augi, sēnes). Mutācijas var būt labvēlīgas, neitrālas vai kaitīgas.

Genomiskās mutācijas

Bioloģijas mainīgums genoma mutāciju dēļ var būt divu veidu:

• Poliploīdija - mutācija ir izplatīta augos. To izraisa vairākkārtējs hromosomu kopskaita pieaugums kodolā, kas veidojas, pārkāpjot to novirzi no šūnas poliem dalīšanās laikā. Poliploīdi hibrīdi tiek plaši izmantoti lauksaimniecībā - augkopībā ir vairāk nekā 500 poliploīdu (sīpoli, griķi, cukurbietes, redīsi, piparmētra, vīnogas u.c.).
• Aneuploīdija ir hromosomu skaita palielināšanās vai samazināšanās atsevišķos pāros. Šāda veida mutācijām ir raksturīga zema indivīda dzīvotspēja. Plaši izplatīta mutācija cilvēkiem – viena no 21. pāra – izraisa Dauna sindromu.

Hromosomu mutācijas

Bioloģijas mainība parādās, mainot pašu hromosomu struktūru: termināla reģiona zudums, gēnu kopas atkārtošanās, atsevišķa fragmenta rotācija, hromosomas segmenta pārnešana uz citu vietu vai citu hromosomu. Šādas mutācijas bieži izraisa radiācija un vides ķīmiskais piesārņojums.

Gēnu mutācijas

Ievērojama daļa šādu mutāciju ārēji neizpaužas, jo tā ir recesīva iezīme. Gēnu mutācijas izraisa izmaiņas nukleotīdu – atsevišķu gēnu – secībā, un tās izraisa proteīnu molekulu parādīšanos ar jaunām īpašībām.

Gēnu mutācijas cilvēkiem izraisa dažu iedzimtu slimību izpausmi - sirpjveida šūnu anēmiju, hemofiliju.

Citoplazmas mutācijas

Citoplazmas mutācijas ir saistītas ar izmaiņām DNS molekulas saturošās šūnas citoplazmas struktūrās. Tie ir mitohondriji un plastidi. Šādas mutācijas tiek pārraidītas pa mātes līniju, jo zigota saņem visu citoplazmu no mātes olšūnas. Citoplazmas mutācijas piemērs, kas ir izraisījusi bioloģijas mainīgumu, ir augu spalvainums, ko izraisa izmaiņas hloroplastos.

Visām mutācijām ir šādas īpašības:

• Tie parādās pēkšņi.
• Tie ir iedzimti.
• Viņiem nav nekāda virziena. Gan nenozīmīgā vietā, gan dzīvībai svarīgā pazīmē var tikt veikta mutācija.
• Tie rodas atsevišķos indivīdos, tas ir, tie ir individuāli.
• To izpausmē mutācijas var būt recesīvas vai dominējošas.
• To pašu mutāciju var atkārtot.

Katru mutāciju izraisa konkrēts cēlonis. Vairumā gadījumu to nevar precīzi noteikt. Eksperimentālos apstākļos mutāciju iegūšanai tiek izmantots virzīts ārējās vides faktors - radiācijas iedarbība un tamlīdzīgi.