Các câu hỏi trong sinh thái học, thuyết tiến hóa, sinh học quần thể và các ngành khoa học khác thường liên quan đến khái niệm về sự biến thiên (cả xác định và không xác định). Đây là nền tảng để tìm hiểu nguồn gốc của các loài, khả năng thích nghi của chúng với điều kiện môi trường thay đổi. Những nguyên tắc này làm nền tảng cho nhân giống hiện đại và sinh học phân tử. Hãy thử tìm hiểu ý nghĩa của những khái niệm này.
Các loại biến thể
Những khái niệm này còn được gọi là biến dị không di truyền và di truyền. Sự khác biệt giữa độ biến thiên xác định và không xác định là gì? Lần đầu tiên xảy ra trong một nhóm cá nhân như một phản ứng với các yếu tố bên ngoài. Nó được quy định bởi giá trị của chỉ tiêu phản ứng. Ví dụ, chúng ta có thể nhớ lại thời gian ngủ đông của một con gấu, mật độ lông chó, chiều dài của thân cây bồ công anh. Nếu bạn thay đổi điều kiện môi trường, thì những dấu hiệu này có thể không xuất hiện. Vì vậy, nếu bạn tạo ra một lượng thức ăn dồi dào và nhiệt độ ấm áp quanh năm một cách nhân tạo, thì gấu sẽ không ngủ qua mùa đông. Một con chó sống trong nhà vào mùa đông sẽ có ít lông tơ hơn so với một con chó ở sân xích. Với việc cắt cỏ liên tục, cây bồ công anhsẽ phát triển với chiều dài thân ngắn hơn, cho phép nó hình thành cuống và tránh bị cắt. Tất nhiên, những đặc điểm như vậy không được di truyền.
Biến dị di truyền xảy ra dưới dạng đột biến tự phát trong một nhóm cá nhân và được di truyền qua các thế hệ. Tuy nhiên, không phải tất cả các đột biến đều có lợi. Hầu hết chúng đều trở nên vô dụng hoặc có hại. Chỉ một số thay đổi sẽ được hỗ trợ bởi chọn lọc tự nhiên. Đặc tính này là cơ sở của quá trình tiến hóa, vì nó cho phép sinh vật thích nghi với những thay đổi của môi trường, để có được những phẩm chất góp phần vào sự tồn tại. Hãy xem xét chi tiết hơn về loại này.
Lịch sử nghiên cứu về độ biến thiên không chắc chắn
Khi nhắc đến những yếu tố ảnh hưởng đến nguồn gốc của các loài, người ta không thể không nhắc đến tác giả của cuốn sách cùng tên và thuyết tiến hóa, Charles Darwin. Tất nhiên, hiện tại lý thuyết này đã được hoàn thiện và được gọi là tổng hợp. Tuy nhiên, mô tả của các khái niệm cơ bản và nguyên tắc vẫn không thay đổi.
Theo Darwin, tính biến thiên không xác định-là "các đặc điểm phụ đa dạng vô hạn giúp phân biệt các cá thể của cùng một loài và không thể giải thích được do thừa kế từ một trong các bố mẹ của chúng hoặc từ nhiều hơn tổ tiên xa. " Ông cũng nói về ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp của các điều kiện tồn tại đối với sự hình thành của cơ thể sống, về mối tương quan của các dấu hiệu. Đồng thời, khái niệm gen vẫn chưa tồn tại, và lý do cho sự xuất hiện của dữ liệucác tính năng không rõ ràng đối với nhà khoa học này. Giờ đây, người ta đã biết rằng di truyền có bản chất là di truyền và các đột biến luôn xảy ra trong DNA.
Cơ chế này hoạt động như thế nào?
Sao chép DNA liên tục gặp lỗi. Thông thường, chúng phải được loại bỏ bởi hệ thống miễn dịch hoặc hệ thống chết theo chương trình tế bào (chết theo chương trình). Trong trường hợp các hệ thống này bị lỗi, tế bào này có thể tồn tại và tạo ra các bản sao của chính nó. Nếu sinh vật là đơn bào hoặc những thay đổi đã ảnh hưởng đến tế bào sinh dục, khuyết tật này sẽ được di truyền và truyền cho các thế hệ khác. Điều này tạo ra sự đa dạng trong quần thể và đảm bảo sự tồn tại của các loài và sự tiến hóa nói chung.
Các dạng đột biến
- Gien. Ảnh hưởng đến cấu trúc của DNA ở cấp độ nucleotide. Chúng được thể hiện ở việc mất đi, thay thế bất kỳ nucleotide nào (các bệnh ở người như phenylketon niệu, thiếu máu hồng cầu hình liềm có thể được lấy làm ví dụ).
- Nhân tạo. Ảnh hưởng đến gen của tế bào mầm. Được kế thừa qua nhiều thế hệ.
- Somatic. Đột biến tế bào phi giới tính. Chúng không di truyền ở động vật, nhưng được di truyền ở thực vật khi được nhân giống bằng phương pháp sinh dưỡng (nuôi cấy tế bào in-vitro).
- Bộ gen. Liên quan đến sự thay đổi số lượng nhiễm sắc thể trong nhân. Chúng có thể biểu hiện bằng sự gia tăng một hoặc nhiều nhiễm sắc thể (ở người, bệnh Down có liên quan đến một nhiễm sắc thể thừa) và như sự nhân lên số lượng của chúng (các cây đa bội là dấu hiệu: hầu hết các giống lúa mì hiện đại là bát bội, nghĩa là chúng có tám bộ nhiễm sắc thể).
- Nhiễm sắc thể.
Có nghĩa là
- Các loài không phải lúc nào cũng sống trong những điều kiện giống nhau. Trong trường hợp có sự thay đổi về điều kiện sống, đôi khi đột ngột, ví dụ như do thiên tai, tái định cư sang lục địa khác, v.v., toàn bộ quần thể có thể bị tuyệt chủng. Nhưng một số sinh vật có thể có những đột biến vô dụng cho đến thời điểm này, nhưng bây giờ cần thiết cho sự tồn tại. Điều này có nghĩa là chỉ những cá thể này mới sống sót và sinh ra con với những đặc điểm này. Một ví dụ là cuộc chiến không ngừng giữa vi khuẩn và kháng sinh. Các tác nhân kháng khuẩn được phát triển khá hiệu quả trong một thời gian nhất định, cho đến khi thế hệ con của vi sinh vật có gen kháng loại thuốc này nhân lên. Điều này buộc ngành công nghiệp dược phẩm phải tạo ra các sản phẩm mới và vô tình kích thích vi khuẩn phát triển hơn nữa.
- Giá trị trong lựa chọn. Chính kiểu biến dị này mà Charles Darwin đã coi là cơ sở cho chọn lọc nhân tạo. Các đột biến xuất hiện ban đầu, không phụ thuộc vào các yếu tố môi trường, có thể có giá trị đối với con người. Vì vậy, ví dụ, những quả cà chua có quả lớn không có ích cho bản thân cây trồng - các cành sẽ không chịu được sức nặng của chúng nếu không có dụng cụ và dây buộc. Nhưng việc chọn lọc trên cơ sở này đã cho phép chúng tôi thu được các giống năng suất cao hơn.
Định nghĩa: sự biến đổi không xác định trong sinh học là gì
Tổng hợp những điều trên, chúng tôi tóm tắt ý nghĩa của khái niệm này trong khoa học. Sự biến đổi không xác định trong sinh học là một khái niệm đồng nghĩa vớicác đột biến. Nó có tính chất di truyền (trái ngược với một nguyên nhân xác định), trong khi những thay đổi nhỏ trong bộ gen ở thế hệ đầu tiên tích lũy và tăng cường ở những thế hệ tiếp theo. Dạng biến đổi này cũng gắn liền với sự thay đổi của các yếu tố môi trường, nhưng không phải ở dạng thích nghi mà là dạng gián tiếp. Do đó, nó giúp thích nghi không phải với một sinh vật cụ thể, mà với toàn thể đơn vị phân loại.
Ví dụ về sự biến đổi không chắc chắn
Trước đó của bài báo, các ví dụ cụ thể về các đột biến giúp thích nghi với môi trường đã được thảo luận. Hãy xem xét một số dạng biến đổi lớn như vậy trong tự nhiên:
- Bảo vệ màu. Xảy ra ở nhiều loài động vật. Trong quá trình chọn lọc tự nhiên, những cá thể có màu sắc dễ thấy hơn trong cảnh quan xung quanh ít bị động vật ăn thịt tấn công hơn và do đó, có thể sinh ra nhiều con cái hơn. Tính năng này được cố định trong nhiều thế hệ. Đồng thời, khi điều kiện môi trường thay đổi (ví dụ, khi một quần thể di chuyển đến một môi trường sống khác), màu sắc được duy trì bởi sự chọn lọc có thể thay đổi.
- Màu tín hiệu. Kết quả của những thay đổi trong bộ gen, một số loài côn trùng có màu sắc tươi sáng cảnh báo những kẻ săn mồi về tuyến nọc độc. Côn trùng không có nọc độc cũng có thể được nhuộm màu theo cách này để bảo vệ chúng khỏi bị ăn thịt. Hiện tượng này được gọi là sự bắt chước.
- Hình thể. Ảnh hưởng gián tiếp của môi trường hỗ trợ những cá thể có hình dạng cơ thể thích nghi nhất với nó. Vì vậy, dạng hình ngư lôi, giúp bơi lội, là đặc điểm của các sinh vật sống dưới nước. Nó cũng tương tự ở cá heo, hải cẩu, chim cánh cụt, cá, bọ bơi. Đương nhiên, hình thức này ở những động vật này phát triển độc lập. Chỉ là trong quá trình tiến hóa, những cá thể thích nghi tốt nhất với việc bơi lội đã sống sót và sinh ra.
- Cơ chế bảo vệ. Ví dụ, kim của một con nhím, một con nhím - một sợi lông đã được sửa đổi. Những cá thể, do đột biến tự phát, có lông dày hơn, có thể gây ra sự bất tiện cho động vật ăn thịt, đã giành được lợi thế trong sinh sản. Rõ ràng, trong các thế hệ tiếp theo, sự lựa chọn đã hỗ trợ độ sắc nét của bộ lông - đặc điểm này càng tăng cường.
Tổng hợp
Loại biến dị này không đảm bảo sự tồn tại của sinh vật, nhưng đảm bảo sự tồn tại của loài trong điều kiện môi trường thay đổi liên tục. Khả năng biến đổi không xác định là cần thiết cho con người như một công cụ chăn nuôi. Nó góp phần vào nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo của các đơn vị phân loại mới. Đây là lý do tại sao sự biến đổi không chắc chắn là cơ sở của sự tiến hóa.
