Կենսաբանության մեջ փոփոխականությունը նույն տեսակի անհատների միջև անհատական տարբերությունների առաջացումն է: Փոփոխականության պատճառով պոպուլյացիան դառնում է տարասեռ, և տեսակն ավելի լավ հնարավորություն ունի հարմարվելու շրջակա միջավայրի փոփոխվող պայմաններին:
Կենսաբանության նման գիտության մեջ ժառանգականությունն ու փոփոխականությունը ձեռք ձեռքի տված են: Գոյություն ունի փոփոխականության երկու տեսակ՝
- Ոչ ժառանգական (ձևափոխում, ֆենոտիպիկ):
- Ժառանգական (մուտացիոն, գենոտիպիկ).
Ոչ ժառանգական փոփոխականություն
Կենսաբանության մեջ մոդիֆիկացիոն փոփոխականությունը մեկ կենդանի օրգանիզմի (ֆենոտիպի) կարողությունն է՝ հարմարվելու շրջակա միջավայրի գործոններին իր գենոտիպում: Այս հատկության շնորհիվ անհատները հարմարվում են կլիմայական փոփոխություններին և գոյության այլ պայմաններին: Ցանկացած օրգանիզմում տեղի ունեցող հարմարվողական գործընթացների հիմքում ընկած է ֆենոտիպային փոփոխականությունը: Այսպիսով, օտար կենդանիների մոտ պահման պայմանների բարելավման հետ մեկտեղ աճում է արտադրողականությունը՝ կաթնատվությունը, ձվի արտադրությունը և այլն։ Իսկ լեռնային շրջաններ բերված կենդանիները կարճահասակ ու առողջ են մեծանում։զարգացած ներքնազգեստ. Շրջակա միջավայրի գործոնների փոփոխություններ և փոփոխականության պատճառ: Այս գործընթացի օրինակները հեշտությամբ կարելի է գտնել առօրյա կյանքում. ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցության տակ մարդու մաշկը մուգ է դառնում, ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության հետևանքով զարգանում են մկանները, ստվերում և լույսի ներքո աճեցված բույսերը ունեն տերևների տարբեր ձևեր, իսկ նապաստակները փոխում են վերարկուն։ գույնը ձմռանը և ամռանը:
Հետևյալ հատկությունները բնորոշ են ոչ ժառանգական փոփոխականությանը.
- փոփոխությունների խմբային բնույթ;
- ժառանգված չէ սերունդների կողմից;
- փոխել հատկանիշը գենոտիպում;
- Փոփոխության աստիճանի հարաբերակցությունը արտաքին գործոնի ազդեցության ինտենսիվության հետ։
Ժառանգական փոփոխականություն
Կենսաբանության մեջ ժառանգական կամ գենոտիպային փոփոխականությունը օրգանիզմի գենոմի փոփոխության գործընթացն է։ Նրա շնորհիվ անհատը ձեռք է բերում այնպիսի հատկանիշներ, որոնք նախկինում անսովոր էին նրա տեսակի համար։ Ըստ Դարվինի, գենոտիպային փոփոխությունը էվոլյուցիայի հիմնական շարժիչն է: Կան ժառանգական փոփոխականության հետևյալ տեսակները՝
- մուտացիոն;
- համակցված.
Կոմբինատիվ փոփոխականությունը առաջանում է սեռական վերարտադրության ընթացքում գեների փոխանակման արդյունքում: Միևնույն ժամանակ, մի շարք սերունդներում ծնողների գծերը տարբեր կերպ են համակցվում՝ մեծացնելով բնակչության օրգանիզմների բազմազանությունը։ Համակցված փոփոխականությունը ենթարկվում է Մենդելյան ժառանգության կանոններին:
Այդպիսի փոփոխականության օրինակ է ինբրիդինգը և բուծումը (սերտորեն կապված ևinbreeding): Երբ առանձին արտադրողի հատկանիշները ցանկանում են ամրագրվել կենդանիների ցեղի մեջ, ապա կիրառվում է ինբրեդինգը։ Այսպիսով, սերունդը դառնում է ավելի միատեսակ և ամրապնդում գծի հիմնադրի հատկությունները։ Ինբրիդինգը հանգեցնում է ռեցեսիվ գեների դրսևորման և կարող է հանգեցնել գծի այլասերման։ Սերունդների կենսունակությունը բարձրացնելու համար օգտագործվում է բուծում` անկապ խաչմերուկ: Միևնույն ժամանակ աճում է սերունդների հետերոզիգոտությունը և աճում է բազմազանությունը բնակչության ներսում, և, որպես հետևանք, մեծանում է անհատների դիմադրողականությունը շրջակա միջավայրի գործոնների անբարենպաստ ազդեցության նկատմամբ։
Մուտացիաներն իրենց հերթին բաժանվում են՝
- գենոմիկ;
- քրոմոսոմ;
- գենետիկ;
- ցիտոպլազմիկ.
Սեռական բջիջների վրա ազդող փոփոխությունները ժառանգական են: Սոմատիկ բջիջների մուտացիաները կարող են փոխանցվել սերունդներին, եթե անհատը վեգետատիվ կերպով բազմանում է (բույսեր, սնկեր): Մուտացիաները կարող են լինել օգտակար, չեզոք կամ վնասակար:
Գենոմիկ մուտացիաներ
Կենսաբանության մեջ փոփոխականությունը գենոմային մուտացիաների միջոցով կարող է լինել երկու տեսակի՝
- Պոլիպլոիդիա - մուտացիան տարածված է բույսերում: Այն առաջանում է միջուկում քրոմոսոմների ընդհանուր թվի բազմակի աճով, ձևավորվում է բաժանման ընթացքում բջջի բևեռների նկատմամբ դրանց տարաձայնությունների խախտման ընթացքում։ Պոլիպլոիդ հիբրիդները լայնորեն կիրառվում են գյուղատնտեսության մեջ. բուսաբուծության մեջ կան ավելի քան 500 պոլիպլոիդներ (սոխ, հնդկաձավար, շաքարի ճակնդեղ, բողկ, անանուխ, խաղող և այլն):
- Անեուպլոիդիա -առանձին զույգերում քրոմոսոմների քանակի ավելացում կամ նվազում: Այս տեսակի մուտացիան բնութագրվում է անհատի ցածր կենսունակությամբ: Մարդկանց մեջ տարածված մուտացիան՝ 21-րդ զույգի մեկ հավելյալ քրոմոսոմն առաջացնում է Դաունի համախտանիշ։
քրոմոսոմային մուտացիաներ
Կենսաբանության մեջ փոփոխականությունը քրոմոսոմային մուտացիաների միջոցով ի հայտ է գալիս, երբ փոխվում է հենց քրոմոսոմների կառուցվածքը. վերջին հատվածի կորուստ, մի շարք գեների կրկնություն, մեկ հատվածի պտույտ, քրոմոսոմի հատվածի տեղափոխում այլ տեղ կամ մեկ այլ քրոմոսոմ: Նման մուտացիաները հաճախ տեղի են ունենում ճառագայթման և շրջակա միջավայրի քիմիական աղտոտման ազդեցության տակ։
Գենային մուտացիաներ
Այս մուտացիաների զգալի մասը արտաքինից չի երևում, քանի որ այն ռեցեսիվ հատկանիշ է: Գենային մուտացիաները առաջանում են նուկլեոտիդների՝ առանձին գեների հաջորդականության փոփոխությամբ և հանգեցնում են նոր հատկություններով սպիտակուցի մոլեկուլների առաջացմանը։
Մարդկանց մոտ գենային մուտացիաները առաջացնում են որոշ ժառանգական հիվանդությունների դրսևորումներ՝ մանգաղ բջջային անեմիա, հեմոֆիլիա։
Ցիտոպլազմիկ մուտացիաներ
Ցիտոպլազմիկ մուտացիաները կապված են ԴՆԹ մոլեկուլներ պարունակող բջջային ցիտոպլազմայի կառուցվածքների փոփոխությունների հետ: Սրանք միտոքոնդրիաներ և պլաստիդներ են: Նման մուտացիաները փոխանցվում են մայրական գծի միջոցով, քանի որ զիգոտը ստանում է մայրական ձվից ամբողջ ցիտոպլազմը: Կենսաբանության մեջ փոփոխականություն առաջացրած ցիտոպլազմային մուտացիայի օրինակ է բույսերի փետուրությունը, որը պայմանավորված է փոփոխություններով։քլորոպլաստներում։
Բոլոր մուտացիաներն ունեն հետևյալ հատկությունները.
- Նրանք հայտնվում են հանկարծակի:
- Հանձնվեց.
- Նրանք ոչ մի ուղղություն չունեն. Մուտացիաները կարող են ենթարկվել և՛ աննշան տարածքի, և՛ կենսական նշանի։
- Հանդիպում են առանձին անհատների, այսինքն՝ առանձինների մոտ։
- Իրենց դրսևորման մեջ մուտացիաները կարող են լինել ռեցեսիվ կամ գերիշխող:
- Նույն մուտացիան կարող է կրկնվել։
Յուրաքանչյուր մուտացիա առաջանում է որոշակի պատճառներով: Շատ դեպքերում դա հնարավոր չէ ճշգրիտ որոշել: Փորձարարական պայմաններում մուտացիաներ ստանալու համար օգտագործվում է արտաքին միջավայրի ուղղորդված գործոն՝ ճառագայթային ազդեցություն և այլն։
