Variabilität ist in der Biologie das Auftreten individueller Unterschiede zwischen Individuen derselben Art. Aufgrund der Variabilität wird die Population heterogen und die Art hat eine bessere Chance, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.
In einer Wissenschaft wie der Biologie gehen Vererbung und Variation Hand in Hand. Es gibt zwei Arten von Variabilität:
- Nicht erblich (Modifikation, Phänotyp).
- Erblich (mutationsbedingt, genotypisch).
Nicht erbliche Variabilität
Modifikationsvariabilität in der Biologie ist die Fähigkeit eines einzelnen lebenden Organismus (Phänotyp), sich innerhalb seines Genotyps an Umweltfaktoren anzupassen. Aufgrund dieser Eigenschaft passen sich Individuen an Veränderungen des Klimas und anderer Lebensbedingungen an. Die phänotypische Variabilität liegt den Anpassungsprozessen zugrunde, die in jedem Organismus auftreten. Bei ausgewachsenen Tieren steigt also mit der Verbesserung der Haftbedingungen die Produktivität: Milchertrag, Eierproduktion und so weiter. Und die in die Bergregionen gebrachten Tiere wachsen kurz und gesund auf.entwickelte Unterwolle. Änderungen der Umweltfaktoren und verursachen Variabilität. Beispiele für diesen Vorgang lassen sich leicht im Alltag finden: Die menschliche Haut verdunkelt sich unter dem Einfluss von UV-Strahlen, Muskeln entwickeln sich durch körperliche Anstrengung, Pflanzen, die an schattigen Orten und im Licht wachsen, haben unterschiedliche Blattformen, und Hasen wechseln ihr Fell Farbe im Winter und Sommer.
Die folgenden Eigenschaften sind charakteristisch für die nicht erbliche Variabilität:
- Gruppencharakter von Änderungen;
- nicht an Nachkommen vererbt;
- Veränderung eines Merkmals innerhalb eines Genotyps;
- Das Verhältnis des Veränderungsgrades zur Intensität der Auswirkung eines externen Faktors.
Erbliche Variabilität
Erbliche oder genotypische Variabilität ist in der Biologie der Prozess, durch den sich das Genom eines Organismus verändert. Dank ihr erwirbt das Individuum Eigenschaften, die zuvor für seine Art ungewöhnlich waren. Laut Darwin ist die genotypische Variation der Hauptmotor der Evolution. Es gibt folgende Arten erblicher Variabilität:
- mutational;
- kombinativ.
Kombinative Variabilität resultiert aus dem Austausch von Genen während der sexuellen Fortpflanzung. Gleichzeitig werden die Merkmale der Eltern in mehreren Generationen unterschiedlich kombiniert, was die Vielf alt der Organismen in der Population erhöht. Die kombinatorische Variabilität gehorcht den Regeln der Mendelschen Vererbung.
Ein Beispiel für eine solche Variabilität ist Inzucht und Auszucht (eng verwandt undInzucht). Wenn die Eigenschaften eines einzelnen Erzeugers in der Tierrasse fixiert werden sollen, wird Inzucht angewandt. Dadurch wird der Nachwuchs einheitlicher und verstärkt die Qualitäten des Stammvaters. Inzucht führt zur Manifestation rezessiver Gene und kann zur Degeneration der Linie führen. Um die Lebensfähigkeit der Nachkommen zu erhöhen, wird Auszucht verwendet - nicht verwandte Kreuzung. Gleichzeitig nimmt die Heterozygotie der Nachkommen zu und die Diversität innerhalb der Population zu, wodurch die Widerstandsfähigkeit des Individuums gegen die negativen Auswirkungen von Umweltfaktoren zunimmt.
Mutationen wiederum werden unterteilt in:
- genomisch;
- chromosomal;
- genetisch;
- zytoplasmatisch.
Veränderungen, die Geschlechtszellen betreffen, werden vererbt. Mutationen in somatischen Zellen können auf die Nachkommen übertragen werden, wenn sich ein Individuum vegetativ fortpflanzt (Pflanzen, Pilze). Mutationen können vorteilhaft, neutral oder schädlich sein.
Genomische Mutationen
Variabilität in der Biologie durch genomische Mutationen kann von zwei Arten sein:
- Polyploidie - Mutation ist bei Pflanzen weit verbreitet. Es wird durch eine mehrfache Erhöhung der Gesamtzahl der Chromosomen im Zellkern verursacht, die bei der Verletzung ihrer Divergenz zu den Zellpolen während der Teilung gebildet wird. Polyploide Hybride sind in der Landwirtschaft weit verbreitet - in der Pflanzenproduktion gibt es mehr als 500 Polyploide (Zwiebel, Buchweizen, Zuckerrübe, Rettich, Minze, Weintrauben und andere).
- Aneuploidie -eine Zunahme oder Abnahme der Chromosomenzahl in einzelnen Paaren. Diese Art von Mutation ist durch eine geringe Lebensfähigkeit des Individuums gekennzeichnet. Eine weit verbreitete Mutation beim Menschen – ein zusätzliches Chromosom auf dem 21. Paar verursacht das Down-Syndrom.
Chromosomale Mutationen
Variabilität in der Biologie durch Chromosomenmutationen tritt auf, wenn sich die Struktur der Chromosomen selbst ändert: Verlust des Endabschnitts, Wiederholung eines Gensatzes, Rotation eines einzelnen Fragments, Übertragung eines Chromosomenabschnitts an einen anderen Ort oder an ein anderes Chromosom. Solche Mutationen treten häufig unter dem Einfluss von Strahlung und chemischer Belastung der Umwelt auf.
Genmutationen
Ein erheblicher Teil dieser Mutationen erscheint nicht äußerlich, da es sich um ein rezessives Merkmal handelt. Genmutationen werden durch eine Veränderung in der Sequenz von Nukleotiden – einzelnen Genen – verursacht und führen zum Auftreten von Proteinmolekülen mit neuen Eigenschaften.
Genmutationen beim Menschen verursachen die Manifestation einiger Erbkrankheiten - Sichelzellenanämie, Hämophilie.
zytoplasmatische Mutationen
Zytoplasmatische Mutationen sind mit Veränderungen in den Strukturen des Zellzytoplasmas verbunden, das DNA-Moleküle enthält. Dies sind Mitochondrien und Plastiden. Solche Mutationen werden durch die mütterliche Linie übertragen, da die Zygote das gesamte Zytoplasma von der mütterlichen Eizelle erhält. Ein Beispiel für eine zytoplasmatische Mutation, die eine Variabilität in der Biologie verursacht hat, ist die Gefiederheit von Pflanzen, die durch Veränderungen verursacht wirdin Chloroplasten.
Alle Mutationen haben folgende Eigenschaften:
- Sie erscheinen plötzlich.
- Überliefert.
- Sie haben keine Richtung. Mutationen können sowohl einem unbedeutenden Bereich als auch einem Vitalzeichen unterliegen.
- Kommen bei einzelnen Individuen vor, also individuell.
- Mutationen können in ihrer Ausprägung rezessiv oder dominant sein.
- Die gleiche Mutation kann wiederholt werden.
Jede Mutation hat bestimmte Ursachen. In den meisten Fällen kann es nicht genau bestimmt werden. Um unter experimentellen Bedingungen Mutationen zu erh alten, wird ein gerichteter Faktor der äußeren Umgebung verwendet - Strahlenbelastung und dergleichen.
