Variabilità in biologia - che cos'è? Tipi di variabilità

Molti di noi hanno visto il film americano "The Matrix", in cui l'eroe negativo, il biorobot, assomiglia a due piselli in un contenitore come i servitori del mondo dei miraggi. Vero, la prospettiva spaventosa della civiltà umana? Si scopre che tutta la bellezza e la perfezione della natura si manifesta in una sorprendente diversità di individui, anche appartenenti alla stessa specie, per non parlare di rappresentanti di varie categorie sistematiche: genere, famiglie, classi.

La ragione di ciò è la variabilità. In biologia, questo fenomeno è l'acquisizione di caratteristiche distintive del corpo, che è alla base dell'evoluzione della natura vivente. Nel nostro lavoro studieremo le sue forme e forniremo esempi che illustrano le manifestazioni di variabilità nel mondo vegetale e animale.

Acquisizione di nuove proprietà e caratteristiche alla luce della teoria evolutiva di C. Darwin

I cambiamenti adattivi contribuiscono alla crescente divergenza dei segni all'interno della specie e si manifestano sotto forma di processi di divergenza. Essi, a loro volta, stimolano i meccanismi della microevoluzione, cioè la speciazione. Charles Darwin ha considerato i cambiamenti nella struttura esterna e le proprietà fisiologiche che vengono trasmesse alla prole come una delle leve che accelerano la sopravvivenza degli organismi più adatti a specifiche condizioni ambientali.

Insieme alla lotta per l'esistenza, la volatilità è il processo più importante in biologia che ha portato all'emergere di una forma commovente e dirompente. selezione naturale.

Mutazioni - che cos'è?

I cambiamenti individuali che si verificano in un individuo che non sono legati all'influenza dell'habitat e che sono ereditati sono chiamati mutazioni. Sono stati studiati in dettaglio dallo scienziato olandese Hugo de Vries, che ha combinato i dati sperimentali in una teoria mutazionale. Insieme alla legge serie omologhe variabilità ereditaria, formulata dal genetista russo N. I. Vavilov, è costantemente utilizzata dagli allevatori per l'allevamento di nuove specie e varietà. Ci sono molti esempi che illustrano i cambiamenti nei genotipi degli organismi, perché la variabilità in biologia è un fenomeno molto diffuso. Diamo alcuni esempi.

Come vengono utilizzate le mutazioni nell'allevamento

L'uomo è stato a lungo, in un primo momento - senza un piano definito, quindi - intenzionalmente, usato mutazioni nel lavoro di riproduzione. Ad esempio, la razza a zampe corte Ankonsky di pecore da masticare e razze pesanti, varietà senza semi di cocomero e uva, sono state allevate forme di violette izambarskoy con fiori di spugna. In questi esempi, sono state ottenute nuove razze e varietà come risultato di una lunga selezione di discendenti ottenuti da individui con proprietà e caratteristiche atipiche.

Omologia come conseguenza dell'influenza di fattori esterni

In molti organismi vegetali e specialmente animali, si può osservare la conformità del piano generale della struttura, sebbene esteriormente questi organismi siano molto diversi l'uno dall'altro. In che modo la biologia spiega questo fenomeno? La variabilità degli organismi, si scopre, nasce come risultato dell'adattamento ad habitat terrestri, acquatici, aerei o sotterranei e porta al fenomeno dell'omologia. Ad esempio, la zampa anteriore in tutti i vertebrati ha una singola struttura anatomica e contiene gli stessi tipi di ossa. Ma confronta l'un l'altro l'aspetto della talpa che sta scavando l'estremità della talpa, l'ala del pipistrello e l'arto superiore di un essere umano, il braccio. La loro sorprendente dissomiglianza morfologica è dovuta alla divergenza alla base della macroevoluzione.

Come studiare le forme di variabilità in biologia

Per scoprire quali sono gli schemi di comparsa dei cambiamenti, sia a causa delle condizioni dell'habitat che di quelli dipendenti dal genotipo, nel materiale dei libri di testo scolastici e sulle lezioni delle discipline di storia naturale si ha un'idea di cosa sia la volatilità. La biologia (Grado 9) chiarisce il ruolo dei tratti acquisiti nell'ontogenesi di piante, animali e microrganismi, determina l'applicazione pratica delle conoscenze acquisite per lo sviluppo dell'agricoltura e dell'economia.

Ad esempio, viene stabilito il valore delle mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche (poliploidia). Di regola, sotto la loro azione gli organismi acquisiscono segni che compromettono la vitalità o portano alla morte. Le mutazioni positive sono estremamente rare, ma immediatamente rilevate dall'azione della selezione naturale e fissate nella prole. La variabilità ereditata in biologia è un fenomeno che viene costantemente utilizzato nei metodi di riproduzione. Ad esempio, la mutazione puntiforme, che ha causato la comparsa di piante di tulipani con una corolla a due teste, è servita come base per l'allevamento di tali varietà popolari di questa cultura decorativa come Silesta, Aquila, Global Design.

Variabilità relativa

Nuovi segni e proprietà acquisite dall'organismo a causa dell'influenza del genotipo possono essere correlati tra loro. Questa affermazione è provata dai numerosi fatti forniti dalla biologia generale. Lo studio della variabilità, chiamato correlativo o correlazione, fu condotto già nel 19 ° secolo da Charles Darwin e J. Cuvier. Hanno descritto tali sue manifestazioni: se bocche di leone o i piselli sono fiori rosso scuro, quindi anche le ascelle delle foglie sono rosse. Negli animali con arti molto lunghi, il collo è più lungo del solito. L'eccessiva crescita dei capelli sulla schiena, gli arti, il petto negli uomini è associato allo sviluppo di grandi denti.

La causa delle correlazioni è la pleiotropia: il fenomeno dell'azione di un gene in una sola volta su diverse caratteristiche del corpo. Come possiamo vedere, la variabilità in biologia è un processo complesso. Dipende dalle unità di ereditarietà - i geni. L'organismo non esiste in isolamento, ma occupa una certa sicurezza nella biogeocenosi insieme agli individui della sua popolazione nicchia ecologica. Tutti i segni esterni di un individuo sono chiamati fenotipi. È causato dall'interazione di geni tra loro e con fattori ambientali. Secondo la biologia, l'ereditarietà e la variabilità sono meccanismi inseparabili e interdipendenti. Forniscono un processo evolutivo.

Quali sono le modifiche?

A causa dell'influenza delle condizioni esterne negli organismi ci sono cambiamenti che non vengono trasmessi alla prole. Il grado della loro manifestazione dipende dall'intensità dei fattori esterni. I nuovi segni scompaiono se la pressione dell'ambiente si indebolisce. Tutto ciò è inerente a un fenomeno come la variabilità non ereditaria. In biologia, questa è chiamata la forma di modifica dell'acquisizione di nuovi tratti. Ad esempio: due piante di dente di leone sono cresciute su diversi terreni.

Il terreno fertile assicurava la crescita di una pianta alta e forte con una potente rosetta di foglie. Il dente di leone era corto su suolo argilloso, con una radice centrale sproporzionatamente lunga. Un altro esempio variabilità delle modifiche derivante dagli effetti delle condizioni dell'habitat: nell'artemia dei crostacei marini, il numero di peli sul dorso dell'addome aumenta con l'aumentare della salinità. Tutte le modifiche sono estremamente importanti per la vita degli organismi, in quanto garantiscono il loro adattamento a condizioni esterne instabili.