ความแปรปรวนทางชีววิทยาคือการเกิดขึ้นของความแตกต่างระหว่างบุคคลในสายพันธุ์เดียวกัน เนื่องจากความแปรปรวน ประชากรจึงมีความหลากหลาย และสายพันธุ์ก็มีโอกาสปรับตัวกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้ดีขึ้น
ในวิทยาศาสตร์อย่างชีววิทยา กรรมพันธุ์และความผันแปรเป็นของคู่กัน ความแปรปรวนมีสองประเภท:
- ไม่ใช่กรรมพันธุ์ (ดัดแปลง, ฟีโนไทป์).
- กรรมพันธุ์ (กลายพันธุ์, genotypic).
ความแปรปรวนที่ไม่ใช่กรรมพันธุ์
ความแปรปรวนของการดัดแปลงทางชีววิทยาคือความสามารถของสิ่งมีชีวิตเดี่ยว (ฟีโนไทป์) เพื่อปรับให้เข้ากับปัจจัยสิ่งแวดล้อมภายในจีโนไทป์ของมัน เนื่องจากคุณสมบัตินี้ บุคคลจึงปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและสภาวะอื่นๆ ของการดำรงอยู่ ความแปรปรวนของฟีโนไทป์รองรับกระบวนการปรับตัวที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตใดๆ ดังนั้น ในสัตว์นอกพันธุ์ ด้วยการปรับปรุงสภาพการกักขัง ผลผลิตจึงเพิ่มขึ้น: ผลผลิตน้ำนม การผลิตไข่ และอื่นๆ และสัตว์ที่นำมาสู่พื้นที่ภูเขานั้นสั้นและมีสุขภาพที่ดีพัฒนาเสื้อชั้นใน การเปลี่ยนแปลงของปัจจัยแวดล้อมและทำให้เกิดความแปรปรวน ตัวอย่างของกระบวนการนี้พบได้ง่ายในชีวิตประจำวัน: ผิวหนังของมนุษย์มีสีเข้มขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต กล้ามเนื้อพัฒนาขึ้นจากการออกแรงทางกายภาพ พืชที่ปลูกในที่ร่มและในที่มีแสงมีรูปร่างใบต่างกัน และกระต่ายเปลี่ยนขน สีสันในฤดูหนาวและฤดูร้อน
คุณสมบัติต่อไปนี้เป็นลักษณะเฉพาะของความแปรปรวนที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรม:
- ลักษณะกลุ่มของการเปลี่ยนแปลง
- ไม่ตกรุ่น;
- เปลี่ยนลักษณะภายในจีโนไทป์;
- อัตราส่วนของระดับการเปลี่ยนแปลงกับความรุนแรงของผลกระทบของปัจจัยภายนอก
ความแปรปรวนทางพันธุกรรม
ความแปรปรวนทางพันธุกรรมหรือจีโนไทป์ในชีววิทยาเป็นกระบวนการที่จีโนมของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไป ต้องขอบคุณเธอที่ทำให้แต่ละคนได้รับคุณสมบัติที่ก่อนหน้านี้ไม่ปกติสำหรับสายพันธุ์ของเธอ ตามคำกล่าวของดาร์วิน การแปรผันของจีโนไทป์เป็นกลไกหลักของการวิวัฒนาการ มีความแปรปรวนทางพันธุกรรมประเภทต่อไปนี้:
- กลายพันธุ์;
- รวมกัน
ความแปรปรวนร่วมเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ในเวลาเดียวกัน คุณลักษณะของพ่อแม่จะรวมกันในรูปแบบต่างๆ ในหลายชั่วอายุคน เพิ่มความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในประชากร ความแปรปรวนร่วมเป็นไปตามกฎของมรดก Mendelian
ตัวอย่างของความแปรปรวนดังกล่าวคือการผสมพันธุ์และการผสมข้ามพันธุ์ (เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดและผสมพันธุ์) เมื่อคุณลักษณะของผู้ผลิตแต่ละรายต้องการแก้ไขในสายพันธุ์ของสัตว์ การผสมพันธุ์ก็ถูกนำมาใช้ ดังนั้นลูกหลานจึงมีความสม่ำเสมอมากขึ้นและตอกย้ำคุณสมบัติของผู้ก่อตั้งสาย การผสมข้ามพันธุ์นำไปสู่การสำแดงของยีนด้อยและสามารถนำไปสู่การเสื่อมของสาย เพื่อเพิ่มศักยภาพของลูกหลานใช้การผสมพันธุ์ - การผสมข้ามพันธุ์ที่ไม่เกี่ยวข้อง ในเวลาเดียวกัน ความหลากหลายทางพันธุกรรมของลูกหลานเพิ่มขึ้นและความหลากหลายภายในประชากรเพิ่มขึ้น และเป็นผลให้ความต้านทานของบุคคลต่อผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้น
ในทางกลับกัน การกลายพันธุ์จะถูกแบ่งออกเป็น:
- จีโนม;
- โครโมโซม;
- พันธุกรรม;
- ไซโตพลาสซึม
การเปลี่ยนแปลงที่ส่งผลต่อเซลล์เพศนั้นสืบทอดมา การกลายพันธุ์ในเซลล์โซมาติกสามารถถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้หากบุคคลมีการสืบพันธุ์แบบอาศัยพืช (พืช เชื้อรา) การกลายพันธุ์สามารถเป็นประโยชน์ เป็นกลาง หรือเป็นอันตราย
การกลายพันธุ์ของจีโนม
ความแปรปรวนทางชีววิทยาผ่านการกลายพันธุ์ของจีโนมสามารถเป็นสองประเภท:
- Polyploidy - การกลายพันธุ์เป็นเรื่องปกติในพืช มันเกิดจากการเพิ่มขึ้นหลายครั้งในจำนวนโครโมโซมทั้งหมดในนิวเคลียสซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการของการละเมิดความแตกต่างของพวกเขาไปยังขั้วของเซลล์ในระหว่างการแบ่ง ลูกผสมโพลีพลอยด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเกษตร - ในการผลิตพืชผลมีโพลิพลอยด์มากกว่า 500 ชนิด (หัวหอม บัควีท บีทน้ำตาล หัวไชเท้า มิ้นต์ องุ่น และอื่นๆ)
- อานูพลอยดี -การเพิ่มหรือลดจำนวนโครโมโซมในแต่ละคู่ การกลายพันธุ์ประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะที่มีความมีชีวิตต่ำของแต่ละบุคคล การกลายพันธุ์ในวงกว้างในมนุษย์ - โครโมโซมพิเศษหนึ่งโครโมโซมในคู่ที่ 21 ทำให้เกิดกลุ่มอาการดาวน์
โครโมโซมกลายพันธุ์
ความแปรปรวนทางชีววิทยาผ่านการกลายพันธุ์ของโครโมโซมปรากฏขึ้นเมื่อโครงสร้างของโครโมโซมเปลี่ยนแปลงไปเอง: การสูญเสียส่วนปลาย, การทำซ้ำชุดของยีน, การหมุนของชิ้นส่วนเดียว, การถ่ายโอนส่วนของโครโมโซมไปยังที่อื่นหรือไปยัง โครโมโซมอื่น การกลายพันธุ์ดังกล่าวมักเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีและมลภาวะทางเคมีของสิ่งแวดล้อม
การกลายพันธุ์ของยีน
ส่วนสำคัญของการกลายพันธุ์เหล่านี้ไม่ปรากฏภายนอก เนื่องจากเป็นลักษณะถอย การกลายพันธุ์ของยีนเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในลำดับของนิวคลีโอไทด์ - ยีนแต่ละตัว - และนำไปสู่การปรากฏตัวของโมเลกุลโปรตีนด้วยคุณสมบัติใหม่
การกลายพันธุ์ของยีนในมนุษย์ทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรมบางอย่าง - โรคโลหิตจางชนิดเคียว ฮีโมฟีเลีย
การกลายพันธุ์ของไซโตพลาสซึม
การกลายพันธุ์ของไซโตพลาสซึมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเซลล์ไซโตพลาสซึมที่มีโมเลกุลดีเอ็นเอ เหล่านี้คือไมโตคอนเดรียและพลาสมิด การกลายพันธุ์ดังกล่าวจะถูกส่งผ่านสายของมารดา เนื่องจากไซโกตได้รับไซโตพลาสซึมทั้งหมดจากไข่ของมารดา ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ของไซโตพลาสซึมที่ทำให้เกิดความแปรปรวนทางชีววิทยาคือความตรึงของพืชซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในคลอโรพลาสต์
การกลายพันธุ์ทั้งหมดมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- จู่ๆก็โผล่มา
- โอนแล้ว
- พวกมันไม่มีทิศทาง การกลายพันธุ์สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งบริเวณที่ไม่มีนัยสำคัญและสัญญาณชีพ
- เกิดขึ้นเป็นรายบุคคล นั่นคือ รายบุคคล
- ในการปรากฏ การกลายพันธุ์สามารถถอยหรือเด่นได้
- กลายพันธุ์แบบเดิมซ้ำได้
การกลายพันธุ์แต่ละครั้งเกิดจากสาเหตุบางประการ ในกรณีส่วนใหญ่ไม่สามารถระบุได้อย่างแม่นยำ ภายใต้เงื่อนไขการทดลอง เพื่อให้ได้การกลายพันธุ์ ปัจจัยที่กำหนดของสภาพแวดล้อมภายนอกจะถูกใช้ - การได้รับรังสีและสิ่งที่คล้ายกัน