Variabilnost v biologiji je pojav individualnih razlik med posamezniki iste vrste. Zaradi variabilnosti postane populacija heterogena in vrsta ima več možnosti, da se prilagodi spreminjajočim se okoljskim razmeram.
V znanosti, kot je biologija, gresta dednost in variacije z roko v roki. Obstajata dve vrsti variabilnosti:
- Nededno (sprememba, fenotip).
- Dedno (mutacijsko, genotipsko).
Nededna variabilnost
Modifikacijska variabilnost v biologiji je sposobnost posameznega živega organizma (fenotipa), da se prilagodi okoljskim dejavnikom znotraj svojega genotipa. Zaradi te lastnosti se posamezniki prilagajajo spremembam podnebja in drugih pogojev obstoja. Fenotipska variabilnost je osnova prilagoditvenih procesov, ki se pojavljajo v katerem koli organizmu. Torej, pri brezkrmnih živalih se z izboljšanjem pogojev pridržanja poveča produktivnost: mlečnost, proizvodnja jajc itd. Živali, ki so jih pripeljali v gorske regije, odrastejo kratke in zdrave.razvita podlanka. Spremembe okoljskih dejavnikov in povzročajo variabilnost. Primere tega procesa je mogoče zlahka najti v vsakdanjem življenju: človeška koža pod vplivom ultravijoličnih žarkov postane temna, mišice se razvijejo zaradi fizičnega napora, rastline, ki rastejo v senčnih mestih in na svetlobi, imajo različne oblike listov, zajci spremenijo dlako. barva pozimi in poleti.
Naslednje lastnosti so značilne za nededno spremenljivost:
- skupinska narava sprememb;
- potomci ne podedujejo;
- sprememba lastnosti znotraj genotipa;
- Razmerje med stopnjo spremembe in intenzivnostjo vpliva zunanjega dejavnika.
Dedna variabilnost
Dedna ali genotipska variabilnost v biologiji je proces, s katerim se spreminja genom organizma. Zahvaljujoč njej posameznik pridobi lastnosti, ki so bile prej nenavadne za njeno vrsto. Po Darwinu je genotipska variacija glavni motor evolucije. Obstajajo naslednje vrste dedne variabilnosti:
- mutacijska;
- kombinativno.
Kombinirana variabilnost je posledica izmenjave genov med spolnim razmnoževanjem. Hkrati se lastnosti staršev na različne načine združujejo v številnih generacijah, kar povečuje pestrost organizmov v populaciji. Kombinativna variabilnost upošteva pravila mendelskega dedovanja.
Primer takšne variabilnosti je sorodstvena in vzreja (tesno povezana insorodstvo). Kadar želimo lastnosti posameznega pridelovalca utrditi v pasmo živali, se uporablja sorodstvena vzreja. Tako potomci postanejo bolj enotni in krepijo lastnosti ustanovitelja linije. Inbreeding vodi do manifestacije recesivnih genov in lahko vodi do degeneracije linije. Za povečanje sposobnosti preživetja potomcev se uporablja outbreeding - nepovezano križanje. Hkrati se povečuje heterozigotnost potomcev in povečuje raznolikost znotraj populacije, posledično pa se povečuje odpornost posameznikov na škodljive vplive okoljskih dejavnikov.
Mutacije pa so razdeljene na:
- genomski;
- kromosomski;
- genetsko;
- citoplazma.
Spremembe, ki vplivajo na spolne celice, so podedovane. Mutacije v somatskih celicah se lahko prenesejo na potomce, če se posameznik razmnožuje vegetativno (rastline, glive). Mutacije so lahko koristne, nevtralne ali škodljive.
genomske mutacije
Variabilnost v biologiji zaradi genomskih mutacij je lahko dveh vrst:
- Poliploidija - mutacija je pogosta pri rastlinah. Povzroča ga večkratno povečanje skupnega števila kromosomov v jedru, nastane v procesu kršitve njihove divergence do polov celice med delitvijo. Poliploidni hibridi se pogosto uporabljajo v kmetijstvu - v rastlinski pridelavi je več kot 500 poliploidov (čebula, ajda, sladkorna pesa, redkev, meta, grozdje in drugi).
- Aneuploidija -povečanje ali zmanjšanje števila kromosomov v posameznih parih. Za to vrsto mutacije je značilna nizka sposobnost preživetja posameznika. Razširjena mutacija pri ljudeh – en dodaten kromosom na 21. paru povzroči Downov sindrom.
kromosomske mutacije
Variabilnost v biologiji zaradi kromosomskih mutacij se pojavi, ko se spremeni struktura samih kromosomov: izguba končnega dela, ponovitev niza genov, rotacija posameznega fragmenta, prenos kromosomskega segmenta na drugo mesto ali v še en kromosom. Takšne mutacije se pogosto pojavijo pod vplivom sevanja in kemičnega onesnaženja okolja.
Gene mutacije
Pomemben del teh mutacij se ne pojavlja navzven, saj je recesivna lastnost. Genske mutacije nastanejo zaradi spremembe zaporedja nukleotidov – posameznih genov – in vodijo do pojava beljakovinskih molekul z novimi lastnostmi.
Gene mutacije pri ljudeh povzročajo manifestacijo nekaterih dednih bolezni - anemije srpastih celic, hemofilije.
Citoplazmatske mutacije
Citoplazmatske mutacije so povezane s spremembami v strukturi celične citoplazme, ki vsebuje molekule DNK. To so mitohondriji in plastidi. Takšne mutacije se prenašajo po materini liniji, saj zigota prejme vso citoplazmo iz materinega jajčeca. Primer citoplazemske mutacije, ki je povzročila variabilnost v biologiji, je pernastost rastlin, ki jo povzročajo spremembev kloroplastih.
Vse mutacije imajo naslednje lastnosti:
- Pojavijo se nenadoma.
- Izročeno.
- Nimajo smeri. Mutacije so lahko podvržene tako nepomembnemu območju kot vitalnemu znaku.
- Pojavljajo se pri posameznih posameznikih, torej posameznikih.
- V svoji manifestaciji so mutacije lahko recesivne ali prevladujoče.
- Ista mutacija se lahko ponovi.
Vsako mutacijo povzročajo določeni vzroki. V večini primerov ga ni mogoče natančno določiti. V eksperimentalnih pogojih se za pridobivanje mutacij uporablja usmerjen faktor zunanjega okolja - izpostavljenost sevanju in podobno.
