Varijabilitet u biologiji je pojava individualnih razlika između jedinki iste vrste. Zbog varijabilnosti, populacija postaje heterogena, a vrsta ima veće šanse da se prilagodi promjenjivim uvjetima okoline.
U nauci poput biologije, naslijeđe i varijacije idu ruku pod ruku. Postoje dvije vrste varijabilnosti:
- Nenasljedno (modifikacija, fenotip).
- Nasljedno (mutacijsko, genotipsko).
Nenasljedna varijabilnost
Modifikaciona varijabilnost u biologiji je sposobnost jednog živog organizma (fenotipa) da se prilagodi faktorima sredine unutar svog genotipa. Zbog ovog svojstva jedinke se prilagođavaju klimatskim i drugim uslovima života. Fenotipska varijabilnost leži u osnovi adaptivnih procesa koji se odvijaju u bilo kojem organizmu. Dakle, kod bezkrvnih životinja, s poboljšanjem uslova zatočeništva, povećava se produktivnost: prinos mlijeka, proizvodnja jaja i tako dalje. A životinje dovedene u planinske krajeve odrastaju nisko i dobrog zdravlja.razvijena poddlaka. Promjene faktora okoline i uzrokuju varijabilnost. Primjeri ovog procesa lako se mogu pronaći u svakodnevnom životu: ljudska koža postaje tamna pod utjecajem ultraljubičastih zraka, mišići se razvijaju kao rezultat fizičkog napora, biljke koje se uzgajaju u zasjenjenim mjestima i na svjetlu imaju različite oblike listova, a zečevi mijenjaju dlaku boja zimi i ljeti.
Sljedeća svojstva su karakteristična za nenasljednu varijabilnost:
- grupna priroda promjena;
- ne nasljeđuje potomstvo;
- promjena osobine unutar genotipa;
- Odnos stepena promene sa intenzitetom uticaja spoljašnjeg faktora.
Nasljedna varijabilnost
Nasljedna ili genotipska varijabilnost u biologiji je proces kojim se mijenja genom organizma. Zahvaljujući njoj, jedinka dobija osobine koje su ranije bile neobične za njenu vrstu. Prema Darwinu, genotipska varijacija je glavni pokretač evolucije. Postoje sljedeće vrste nasljedne varijabilnosti:
- mutacijski;
- kombinativno.
Kombinativna varijabilnost je rezultat razmjene gena tokom seksualnog razmnožavanja. Istovremeno, osobine roditelja se na različite načine kombinuju u nizu generacija, povećavajući raznovrsnost organizama u populaciji. Kombinativna varijabilnost poštuje pravila Mendelovog nasljeđivanja.
Primjer takve varijabilnosti je inbreeding i outbreeding (usko srodni iinbreeding). Kada se osobine pojedinačnog proizvođača žele fiksirati u rasi životinja, onda se koristi inbreeding. Tako potomstvo postaje ujednačenije i jača kvalitete osnivača linije. Inbreeding dovodi do ispoljavanja recesivnih gena i može dovesti do degeneracije linije. Da bi se povećala održivost potomstva, koristi se vanbreding - nepovezano ukrštanje. Istovremeno se povećava heterozigotnost potomstva i povećava raznolikost unutar populacije, a kao rezultat toga raste otpornost jedinki na štetne uticaje faktora sredine.
Mutacije se, pak, dijele na:
- genomski;
- hromozomski;
- genetski;
- cytoplasmic.
Promjene koje utiču na polne ćelije su naslijeđene. Mutacije u somatskim stanicama mogu se prenijeti na potomstvo ako se jedinka razmnožava vegetativno (biljke, gljive). Mutacije mogu biti korisne, neutralne ili štetne.
Genomske mutacije
Varijabilitet u biologiji putem genomskih mutacija može biti dva tipa:
- Poliploidija - mutacija je česta u biljkama. To je uzrokovano višestrukim povećanjem ukupnog broja hromozoma u jezgri, nastaje u procesu kršenja njihove divergencije do polova ćelije tijekom diobe. Poliploidni hibridi imaju široku primenu u poljoprivredi - u biljnoj proizvodnji postoji više od 500 poliploida (luk, heljda, šećerna repa, rotkvica, menta, grožđe i drugi).
- Aneuploidija -povećanje ili smanjenje broja hromozoma u pojedinačnim parovima. Ovu vrstu mutacije karakterizira niska održivost pojedinca. Široko rasprostranjena mutacija kod ljudi - jedan dodatni hromozom na 21. paru uzrokuje Downov sindrom.
Hromozomske mutacije
Varijabilnost u biologiji kroz hromozomske mutacije javlja se kada se promijeni struktura samih hromozoma: gubitak krajnjeg dijela, ponavljanje seta gena, rotacija jednog fragmenta, prijenos hromozomskog segmenta na drugo mjesto ili na drugi hromozom. Takve mutacije se često javljaju pod uticajem radijacije i hemijskog zagađenja životne sredine.
Gene mutacije
Značajan dio ovih mutacija se ne pojavljuje spolja, jer je to recesivna osobina. Genske mutacije su uzrokovane promjenom redoslijeda nukleotida - pojedinačnih gena - i dovode do pojave proteinskih molekula s novim svojstvima.
Gene mutacije kod ljudi uzrokuju ispoljavanje nekih nasljednih bolesti - anemije srpastih stanica, hemofilije.
Citoplazmatske mutacije
Citoplazmatske mutacije su povezane sa promjenama u strukturama ćelijske citoplazme koja sadrži molekule DNK. To su mitohondrije i plastidi. Takve mutacije se prenose kroz majčinu liniju, budući da zigota prima svu citoplazmu iz majčinog jajeta. Primjer citoplazmatske mutacije koja je uzrokovala varijabilnost u biologiji je pernastost biljaka, koja je uzrokovana promjenamau hloroplastima.
Sve mutacije imaju sljedeća svojstva:
- Pojavljuju se iznenada.
- Predato.
- Nemaju nikakav smjer. Mutacije mogu biti podvrgnute i beznačajnom području i vitalnom znaku.
- Javljaju se kod pojedinačnih pojedinaca, odnosno pojedinaca.
- U svojoj manifestaciji, mutacije mogu biti recesivne ili dominantne.
- Ista mutacija se može ponoviti.
Svaka mutacija je uzrokovana određenim uzrocima. U većini slučajeva ne može se precizno odrediti. U eksperimentalnim uslovima, za dobijanje mutacija koristi se usmereni faktor spoljašnje sredine - izlaganje radijaciji i sl.
