Zmienność w biologii - co to jest? Rodzaje zmienności

Wielu z nas oglądało amerykański film "Matrix", w którym negatywny bohater, biorobot, wygląda jak dwa groszki w kapsule podobnej do służby świata mirażu. To prawda, przerażająca perspektywa ludzkiej cywilizacji? Okazuje się, że całe piękno i doskonałość przyrody przejawia się w oszałamiającej różnorodności jednostek, nawet należących do tego samego gatunku, nie mówiąc już o przedstawicielach różnych systematycznych kategorii: rodzaju, rodzin, klas.

Powodem tego jest zmienność. W biologii zjawisko to polega na nabywaniu przez ciało cech wyróżniających, które leżą u podstaw ewolucji żywej natury. W naszej pracy przyjrzymy się jej formom i podamy przykłady ilustrujące przejawy zmienności w świecie roślin i zwierząt.

Nabywanie nowych właściwości i cech w świetle ewolucyjnej teorii C. Darwina

Zmiany adaptacyjne przyczyniają się do coraz większej rozbieżności znaków w obrębie gatunku i przejawiają się w postaci procesów rozbieżności. One z kolei stymulują mechanizmy mikroewolucji, czyli specjację. Charles Darwin rozważał zmiany w strukturze zewnętrznej i właściwościach fizjologicznych, które są przekazywane potomstwu jako jedna z dźwigni, które przyspieszają przetrwanie organizmów najbardziej dostosowanych do określonych warunków środowiskowych.

Wraz z walką o byt, zmienność jest najważniejszym procesem w biologii, który doprowadził do pojawienia się ruchomej i destrukcyjnej formy. dobór naturalny.

Mutacje - co to jest?

Indywidualne zmiany zachodzące u jednostki, które nie są związane z wpływem siedliska i są dziedziczone, nazywane są mutacjami. Zostały one szczegółowo zbadane przez holenderskiego naukowca Hugo de Vries, który połączył dane eksperymentalne w teorię mutacji. Wraz z prawem seria homologiczna dziedziczna zmienność, sformułowana przez rosyjskiego genetyka N. I. Vavilova, jest stale wykorzystywana przez hodowców do hodowli nowych gatunków i odmian. Istnieje wiele przykładów ilustrujących zmiany w genotypach organizmów, ponieważ zmienność w biologii jest zjawiskiem powszechnym. Podajmy kilka przykładów.

Jak mutacje są używane w hodowli

Człowiek od dawna, na początku - bez określonego planu, wtedy - celowo, używał mutacji w pracy hodowlanej. Na przykład wyhodowano krótkoogonowe rasy ankonskich ras drobnych owiec i ras końskich, bezpestkowe odmiany arbuza i winogron, formy fiołków izambarskich z kwiatami frotte. W tych przykładach nowe rasy i odmiany uzyskano w wyniku długiej selekcji potomstwa uzyskanej od osobników o nietypowych właściwościach i cechach.

Homologia w wyniku wpływu czynników zewnętrznych

W wielu organizmach roślin, a zwłaszcza zwierząt, można zaobserwować zgodność ogólnego planu struktury, chociaż na zewnątrz te organizmy różnią się znacznie od siebie. W jaki sposób biologia wyjaśnia to zjawisko? Okazuje się, że zmienność organizmów powstaje w wyniku adaptacji do siedlisk lądowych, wodnych, powietrznych lub podziemnych i prowadzi do zjawiska homologii. Na przykład przednia kończyna u wszystkich kręgowców ma jedną anatomiczną strukturę i zawiera te same rodzaje kości. Ale porównajcie ze sobą wygląd mola, który wykopuje koniec mola, skrzydło nietoperza i górną kończynę człowieka - ramię. Ich uderzająca odmienność morfologiczna wynika z rozbieżności leżących u podstaw makroewolucji.

Jak badać formy zmienności w biologii

Aby dowiedzieć się, jakie są wzorce pojawiania się zmian, zarówno spowodowane przez warunki siedliskowe, jak i zależne od genotypu, w materiale podręczników szkolnych i na lekcjach historii naturalnej dyscypliny dają wyobrażenie o tym, co jest niestabilnością. Biologia (stopień 9) wyjaśnia rolę nabytych cech w ontogenezie roślin, zwierząt i mikroorganizmów, określa praktyczne zastosowanie zdobytej wiedzy dla rozwoju rolnictwa i gospodarki.

Na przykład ustala się wartość mutacji genowych, chromosomowych i genomowych (poliploidy). Z reguły pod ich działaniem organizmy uzyskują oznaki osłabiające żywotność lub prowadzące do ich śmierci. Pozytywne mutacje są niezwykle rzadkie, ale natychmiast podnoszone przez działanie doboru naturalnego i utrwalone u potomstwa. Odziedziczona zmienność w biologii jest zjawiskiem stale stosowanym w metodach hodowlanych. Na przykład mutacja punktowa, która spowodowała pojawienie się roślin tulipanów z dwugłową koroną, posłużyła jako podstawa do hodowli tak popularnych odmian tej dekoracyjnej kultury, jak Silesta, Aquila, Global Design.

Względna zmienność

Nowe znaki i właściwości nabyte przez organizm ze względu na wpływ genotypu mogą korelować ze sobą. Oświadczenie to potwierdzają liczne fakty, które dostarcza ogólna biologia. Badanie zmienności, zwane korelacją lub korelacją, zostało przeprowadzone już w XIX wieku przez Charlesa Darwina i J. Cuviera. Opisali takie jej przejawy: jeśli lwia paszcza lub ziarno grochu to ciemnoczerwone kwiaty, a kąty liści są również czerwone. U zwierząt o bardzo długich kończynach szyja jest dłuższa niż zwykle. Nadmierny wzrost włosów na plecach, kończynach, klatce piersiowej u mężczyzn jest związany z rozwojem dużych zębów.

Przyczyną korelacji jest plejotropia: zjawisko działania jednego genu jednocześnie na kilka cech ciała. Jak widzimy, zmienność w biologii jest złożonym procesem. To zależy od jednostek dziedziczności - genów. Organizm nie istnieje w izolacji, ale zajmuje pewną biogeocenozę wraz z osobnikami jej populacji nisza ekologiczna. Wszystkie zewnętrzne oznaki jednostki nazywane są fenotypem. Jest to spowodowane interakcją między genami i czynnikami środowiskowymi. Według biologii dziedziczność i zmienność są nierozdzielnymi i współzależnymi mechanizmami. Zapewniają proces ewolucyjny.

Jakie są modyfikacje?

Ze względu na wpływ warunków zewnętrznych w organizmach występują zmiany, które nie są przenoszone na potomstwo. Stopień ich manifestacji zależy od intensywności czynników zewnętrznych. Nowe znaki znikają, gdy presja otoczenia słabnie. Wszystko to jest związane z takim zjawiskiem, jak nie-dziedziczna zmienność. W biologii nazywa się to formą modyfikacji nabywania nowych cech. Na przykład: na różnych glebach rosły dwie rośliny mniszka lekarskiego.

Żyzne gleby zapewniły wzrost silnej, wysokiej rośliny z potężną rozetą liści. Mniszek był krótki w gliniastej glebie, z nieproporcjonalnie długim centralnym korzeniem. Kolejny przykład zmienność modyfikacji wynikające z warunków siedliskowych: w skorupiakach morskich Artemia liczba włosów z tyłu brzucha wzrasta wraz ze wzrostem zasolenia. Wszystkie modyfikacje są niezwykle ważne dla życia organizmów, ponieważ zapewniają ich adaptację do niestabilnych warunków zewnętrznych.