Biologijos kintamumas – tai individualių skirtumų tarp tos pačios rūšies individų atsiradimas. Dėl kintamumo populiacija tampa nevienalytė, o rūšis turi daugiau galimybių prisitaikyti prie kintančių aplinkos sąlygų.
Tokiame moksle, kaip biologija, paveldimumas ir kitimas eina kartu. Yra dviejų tipų kintamumas:
- Nepaveldimas (modifikacija, fenotipinis).
- Paveldimas (mutacinis, genotipinis).
Nepaveldimas kintamumas
Modifikacijos kintamumas biologijoje – tai vieno gyvo organizmo (fenotipo) gebėjimas prisitaikyti prie savo genotipo aplinkos veiksnių. Dėl šios savybės individai prisitaiko prie klimato pokyčių ir kitų egzistavimo sąlygų. Fenotipinis kintamumas yra prisitaikymo procesų, vykstančių bet kuriame organizme, pagrindas. Taigi, veislinių gyvūnų, gerėjant sulaikymo sąlygoms, didėja produktyvumas: primilžis, kiaušinių gamyba ir pan. O į kalnuotus regionus atvežti gyvūnai užauga žemo ūgio ir geros sveikatos.išsivysčiusi pavilnė. Aplinkos veiksnių pokyčiai ir sukelia kintamumą. Šio proceso pavyzdžių galima nesunkiai rasti ir kasdienybėje: žmogaus oda veikiama ultravioletinių spindulių tamsėja, dėl fizinio krūvio vystosi raumenys, pavėsingoje vietoje ir šviesoje augantys augalai turi skirtingą lapų formą, kiškiai keičia kailį. spalva žiemą ir vasarą.
Šios savybės būdingos nepaveldimam kintamumui:
- grupinis pakeitimų pobūdis;
- nepaveldėjo palikuonių;
- požymio pakeitimas genotipo viduje;
- Kitimo laipsnio ir išorinio veiksnio poveikio intensyvumo santykis.
Paveldimas kintamumas
Paveldimas arba genotipinis kintamumas biologijoje yra procesas, kurio metu keičiasi organizmo genomas. Jos dėka individas įgauna bruožų, kurie anksčiau buvo neįprasti jos rūšiai. Pasak Darvino, genotipinė variacija yra pagrindinis evoliucijos variklis. Yra šie paveldimo kintamumo tipai:
- mutacinė;
- kombinacinis.
Kombinatyvus kintamumas atsiranda dėl genų mainų lytinio dauginimosi metu. Tuo pačiu metu tėvų bruožai įvairiais būdais derinami per kelias kartas, didinant populiacijos organizmų įvairovę. Kombinuotasis kintamumas paklūsta Mendelio paveldėjimo taisyklėms.
Tokio kintamumo pavyzdys yra inbredingas ir autbridingas (glaudžiai susiję irgiminingumas). Kai individualaus gamintojo bruožus norima fiksuoti gyvulių veislėje, tada naudojamas inbridingas. Taigi palikuonys tampa vienodesni ir sustiprina linijos įkūrėjo savybes. Dėl giminystės atsiranda recesyviniai genai ir gali išsivystyti linijos degeneracija. Siekiant padidinti palikuonių gyvybingumą, naudojamas outbreedingas – nesusijęs kryžminimas. Kartu didėja palikuonių heterozigotiškumas ir populiacijos įvairovė, todėl didėja individų atsparumas neigiamam aplinkos veiksnių poveikiui.
Mutacijos savo ruožtu skirstomos į:
- genomic;
- chromosominė;
- genetinis;
- citoplazminė.
Lytines ląsteles veikiantys pokyčiai yra paveldimi. Somatinių ląstelių mutacijos gali būti perduodamos palikuonims, jei individas dauginasi vegetatyviai (augalai, grybai). Mutacijos gali būti naudingos, neutralios arba žalingos.
Genominės mutacijos
Biologijos kintamumas dėl genominių mutacijų gali būti dviejų tipų:
- Poliploidija – mutacija būdinga augalams. Tai sukelia daugkartinis bendro chromosomų skaičiaus padidėjimas branduolyje, susidaro pažeidžiant jų nukrypimą nuo ląstelės polių dalijimosi metu. Poliploidiniai hibridai plačiai naudojami žemės ūkyje – augalininkystėje yra daugiau nei 500 poliploidų (svogūnų, grikių, cukrinių runkelių, ridikėlių, mėtų, vynuogių ir kt.).
- Aneuploidija –chromosomų skaičiaus padidėjimas arba sumažėjimas atskirose porose. Šio tipo mutacijai būdingas mažas individo gyvybingumas. Plačiai paplitusi žmonių mutacija – viena papildoma chromosoma 21-oje poroje sukelia Dauno sindromą.
Chromosomų mutacijos
Biologijos kintamumas per chromosomų mutacijas atsiranda pasikeitus pačių chromosomų struktūrai: galinės dalies praradimas, genų rinkinio pasikartojimas, vieno fragmento sukimasis, chromosomos segmento perkėlimas į kitą vietą ar į kita chromosoma. Tokios mutacijos dažnai atsiranda veikiant radiacijai ir cheminei aplinkos taršai.
Genų mutacijos
Didelė šių mutacijų išoriškai neatsiranda, nes tai yra recesyvinis požymis. Genų mutacijas sukelia nukleotidų – atskirų genų – sekos pasikeitimas ir dėl to atsiranda naujų savybių turinčių b altymų molekulių.
Žmonių genų mutacijos sukelia kai kurių paveldimų ligų – pjautuvinių ląstelių anemijos, hemofilijos – pasireiškimą.
Citoplazminės mutacijos
Citoplazminės mutacijos yra susijusios su ląstelės citoplazmos, kurioje yra DNR molekulių, struktūrų pokyčiais. Tai mitochondrijos ir plastidai. Tokios mutacijos perduodamos per motinos liniją, nes zigota gauna visą citoplazmą iš motinos kiaušinėlio. Citoplazminės mutacijos, sukėlusios biologijos kintamumą, pavyzdys yra augalų plunksniškumas, kurį sukelia pokyčiaichloroplastuose.
Visos mutacijos turi šias savybes:
- Jie pasirodo staiga.
- Perduota.
- Jie neturi jokios krypties. Mutacijos gali patirti tiek nereikšmingą plotą, tiek gyvybinį požymį.
- Atsitinka pavieniams asmenims, tai yra individualiems.
- Mutacijos gali būti recesyvinės arba dominuojančios.
- Ta pati mutacija gali pasikartoti.
Kiekvieną mutaciją sukelia tam tikros priežastys. Daugeliu atvejų jo negalima tiksliai nustatyti. Eksperimentinėmis sąlygomis, norint gauti mutacijas, naudojamas nukreiptas išorinės aplinkos veiksnys – spinduliuotė ir panašiai.
