Mainība bioloģijā ir individuālu atšķirību rašanās starp vienas sugas indivīdiem. Mainīguma dēļ populācija kļūst neviendabīga, un sugai ir lielākas iespējas pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem.
Tādā zinātnē kā bioloģija iedzimtība un variācijas iet roku rokā. Pastāv divu veidu mainīgums:
- Neiedzimta (modifikācija, fenotipisks).
- Iedzimta (mutācijas, genotipiska).
Neiedzimta mainība
Modifikācijas mainīgums bioloģijā ir viena dzīva organisma (fenotipa) spēja pielāgoties vides faktoriem tā genotipa ietvaros. Pateicoties šai īpašībai, indivīdi pielāgojas klimata un citu eksistences apstākļu izmaiņām. Fenotipiskā mainīgums ir pamatā adaptīvajiem procesiem, kas notiek jebkurā organismā. Tātad izaudzētajiem dzīvniekiem, uzlabojoties aizturēšanas apstākļiem, palielinās produktivitāte: izslaukums, olu ražošana utt. Un uz kalnu apgabaliem atvestie dzīvnieki izaug īsi un ar labu veselību.attīstīta pavilna. Izmaiņas vides faktoros un izraisa mainīgumu. Ikdienā var viegli atrast šī procesa piemērus: cilvēka āda ultravioleto staru ietekmē kļūst tumša, fiziskas slodzes rezultātā attīstās muskuļi, ēnainās vietās un gaismā audzētiem augiem ir dažādas lapu formas, zaķiem mainās kažoks. krāsa ziemā un vasarā.
Neiedzimtai mainībai ir raksturīgas šādas īpašības:
- izmaiņu grupas raksturs;
- nav mantojuši pēcnācēji;
- pazīmes maiņa genotipa ietvaros;
- Izmaiņu pakāpes attiecība pret ārējā faktora ietekmes intensitāti.
Iedzimta mainīgums
Iedzimta jeb genotipa mainība bioloģijā ir process, kurā mainās organisma genoms. Pateicoties viņai, indivīds iegūst iezīmes, kas iepriekš bija neparastas viņas sugai. Pēc Darvina domām, genotipiskās variācijas ir galvenais evolūcijas dzinējspēks. Pastāv šādi iedzimtas mainīguma veidi:
- mutācijas;
- kombinatīvs.
Kombinatīvā mainīgums rodas gēnu apmaiņas rezultātā seksuālās reprodukcijas laikā. Tajā pašā laikā vecāku iezīmes tiek dažādos veidos apvienotas vairākās paaudzēs, palielinot organismu daudzveidību populācijā. Kombinatīvā mainīgums atbilst Mendeļa mantojuma noteikumiem.
Šādas mainīguma piemērs ir inbrīdings un autbredings (cieši saistīti uninbrīdings). Ja individuālā ražotāja īpašības vēlas nostiprināties dzīvnieku šķirnē, tad tiek izmantota radniecīga brūda. Tādējādi pēcnācēji kļūst vienveidīgāki un pastiprina līnijas dibinātāja īpašības. Inbredings izraisa recesīvu gēnu izpausmi un var izraisīt līnijas deģenerāciju. Lai palielinātu pēcnācēju dzīvotspēju, tiek izmantota outbreeding - nesaistīta krustošana. Tajā pašā laikā palielinās pēcnācēju heterozigotiskums un populācijas daudzveidība, kā rezultātā palielinās indivīdu izturība pret vides faktoru nelabvēlīgo ietekmi.
Mutācijas savukārt iedala:
- genomic;
- hromosomu;
- ģenētiska;
- citoplazmas.
Izmaiņas, kas ietekmē dzimumšūnas, ir iedzimtas. Somatisko šūnu mutācijas var pārnest uz pēcnācējiem, ja indivīds vairojas veģetatīvi (augi, sēnes). Mutācijas var būt labvēlīgas, neitrālas vai kaitīgas.
Genomiskas mutācijas
Bioloģijas mainīgums genoma mutāciju dēļ var būt divu veidu:
- Poliploīdija – mutācijas ir izplatītas augos. To izraisa vairākkārtējs hromosomu kopskaita pieaugums kodolā, veidojas, pārkāpjot to novirzi uz šūnas poliem dalīšanās laikā. Poliploīdie hibrīdi tiek plaši izmantoti lauksaimniecībā - augkopībā ir vairāk nekā 500 poliploīdu (sīpoli, griķi, cukurbietes, redīsi, piparmētra, vīnogas un citi).
- Aneuploīdija -hromosomu skaita palielināšanās vai samazināšanās atsevišķos pāros. Šāda veida mutācijām ir raksturīga zema indivīda dzīvotspēja. Plaši izplatīta mutācija cilvēkiem - viena papildu hromosoma 21. pārī izraisa Dauna sindromu.
Hromosomu mutācijas
Bioloģijā mainība caur hromosomu mutācijām parādās, kad mainās pašu hromosomu struktūra: beigu sekcijas zudums, gēnu kopas atkārtošanās, viena fragmenta rotācija, hromosomas segmenta pārnešana uz citu vietu vai uz cita hromosoma. Šādas mutācijas bieži rodas radiācijas un vides ķīmiskā piesārņojuma ietekmē.
Gēnu mutācijas
Liela daļa no šīm mutācijām neparādās ārēji, jo tā ir recesīva iezīme. Gēnu mutācijas izraisa izmaiņas nukleotīdu – atsevišķu gēnu – secībā, un tās izraisa olb altumvielu molekulu parādīšanos ar jaunām īpašībām.
Gēnu mutācijas cilvēkiem izraisa dažu iedzimtu slimību izpausmes - sirpjveida šūnu anēmiju, hemofiliju.
Citoplazmas mutācijas
Citoplazmas mutācijas ir saistītas ar izmaiņām DNS molekulas saturošās šūnas citoplazmas struktūrās. Tie ir mitohondriji un plastidi. Šādas mutācijas tiek pārnestas caur mātes līniju, jo zigota saņem visu citoplazmu no mātes olšūnas. Citoplazmatiskās mutācijas piemērs, kas ir izraisījusi bioloģijas mainīgumu, ir augu pīlings, ko izraisa izmaiņashloroplastos.
Visām mutācijām ir šādas īpašības:
- Tie parādās pēkšņi.
- Nodots.
- Viņiem nav nekāda virziena. Mutācijas var tikt pakļautas gan nenozīmīgai zonai, gan dzīvībai svarīgai zīmei.
- Notiek atsevišķiem indivīdiem, tas ir, individuāli.
- Savās izpausmēs mutācijas var būt recesīvas vai dominējošas.
- To pašu mutāciju var atkārtot.
Katru mutāciju izraisa noteikti cēloņi. Vairumā gadījumu to nevar precīzi noteikt. Eksperimentālos apstākļos mutāciju iegūšanai izmanto virzītu ārējās vides faktoru - radiācijas iedarbību un tamlīdzīgi.
