שונות בביולוגיה היא התרחשותם של הבדלים אינדיבידואליים בין פרטים מאותו מין. בשל השונות, האוכלוסייה הופכת להטרוגנית, ולמין יש סיכוי טוב יותר להסתגל לתנאי הסביבה המשתנים.
במדע כמו ביולוגיה, תורשה ווריאציה הולכים יד ביד. ישנם שני סוגים של שונות:
- לא תורשתי (שינוי, פנוטיפי).
- תורשתי (מוטציוני, גנוטיפי).
שונות לא תורשתית
שונות שינוי בביולוגיה היא היכולת של אורגניזם חי בודד (פנוטיפ) להסתגל לגורמים סביבתיים בתוך הגנוטיפ שלו. בשל תכונה זו, אנשים מסתגלים לשינויים באקלים ולתנאי קיום אחרים. שונות פנוטיפית עומדת בבסיס התהליכים הסתגלותיים המתרחשים בכל אורגניזם. אז, אצל בעלי חיים שגדלו, עם שיפור תנאי המעצר, הפריון עולה: תנובת חלב, ייצור ביצים וכו'. והחיות המובאות לאזורים ההרריים גדלות נמוך ובריאות טובה.פרווה מפותחת. שינויים בגורמים סביבתיים וגורמים לשונות. ניתן למצוא בקלות דוגמאות לתהליך זה בחיי היומיום: עור האדם נעשה כהה בהשפעת קרניים אולטרה סגולות, שרירים מתפתחים כתוצאה ממאמץ גופני, לצמחים הגדלים במקומות מוצלים ובאור יש צורות עלים שונות, וארנבות מחליפות פרווה. צבע בחורף ובקיץ.
המאפיינים הבאים אופייניים לשונות לא תורשתית:
- קבוצת השינויים;
- לא עובר בירושה לצאצאים;
- שינוי תכונה בתוך גנוטיפ;
- היחס בין מידת השינוי לעוצמת ההשפעה של גורם חיצוני.
שונות תורשתית
שונות תורשתית או גנוטיפית בביולוגיה היא התהליך שבו משתנה הגנום של אורגניזם. הודות לה, הפרט רוכש תכונות שהיו חריגות בעבר למין שלה. לפי דרווין, שונות גנוטיפית היא המנוע העיקרי של האבולוציה. ישנם את הסוגים הבאים של שונות תורשתית:
- mutational;
- קומבינטיבי.
שונות קומבינטיבית נובעת מהחלפת גנים במהלך רבייה מינית. יחד עם זאת, תכונות ההורים משולבות בדרכים שונות במספר דורות, מה שמגדיל את מגוון האורגניזמים באוכלוסייה. שונות קומבינטיבית מצייתת לכללי הירושה המנדלית.
דוגמה לשונות כזו היא גידול אינטגרלי וגידול חוץ (קשור הדוק והכלאה). כאשר תכונותיו של יצרן אינדיבידואלי רוצות להתקבע בגזע החיות, אזי נעשה שימוש בהתרבות. כך, הצאצאים הופכים אחידים יותר ומחזקים את תכונותיו של מייסד הקו. הרבייה מובילה לביטוי של גנים רצסיביים ויכולה להוביל לניוון של הקו. כדי להגביר את הכדאיות של הצאצאים, נעשה שימוש בגידול חוץ - הצלבה לא קשורה. במקביל, ההטרוזיגוטיות של הצאצאים גדלה והמגוון בתוך האוכלוסיה גדל, וכתוצאה מכך עולה עמידותם של פרטים להשפעות שליליות של גורמים סביבתיים.
מוטציות, בתורן, מחולקות ל:
- genomic;
- כרומוזומלי;
- genetic;
- cytoplasmic.
שינויים המשפיעים על תאי מין עוברים בתורשה. מוטציות בתאים סומטיים יכולות להיות מועברות לצאצאים אם פרט מתרבה וגטטיבית (צמחים, פטריות). מוטציות יכולות להיות מועילות, ניטרליות או מזיקות.
מוטציות גנומיות
שונות בביולוגיה באמצעות מוטציות גנומיות יכולה להיות משני סוגים:
- פוליפלואידיה - מוטציה שכיחה בצמחים. זה נגרם על ידי עלייה מרובה במספר הכולל של כרומוזומים בגרעין, נוצר בתהליך של הפרה של ההתפצלות שלהם לקטבים של התא במהלך החלוקה. כלאיים פוליפלואידים נמצאים בשימוש נרחב בחקלאות - בייצור יבולים יש יותר מ-500 פוליפלואידים (בצל, כוסמת, סלק סוכר, צנון, נענע, ענבים ועוד).
- Aneuploidy -עלייה או ירידה במספר הכרומוזומים בזוגות בודדים. סוג זה של מוטציה מאופיין בכדאיות נמוכה של הפרט. מוטציה נפוצה בבני אדם - כרומוזום נוסף אחד בזוג ה-21 גורם לתסמונת דאון.
מוטציות כרומוזומליות
שונות בביולוגיה באמצעות מוטציות כרומוזומליות מופיעה כאשר מבנה הכרומוזומים עצמם משתנה: אובדן מקטע הקצה, חזרה על קבוצת גנים, סיבוב של מקטע בודד, העברה של מקטע כרומוזומים למקום אחר או ל כרומוזום אחר. מוטציות כאלה מתרחשות לעתים קרובות בהשפעת קרינה וזיהום כימי של הסביבה.
מוטציות גנים
חלק ניכר מהמוטציות הללו אינו מופיע חיצונית, מכיוון שמדובר בתכונה רצסיבית. מוטציות גנים נגרמות משינוי ברצף הנוקלאוטידים - גנים בודדים - ומובילות להופעת מולקולות חלבון בעלות תכונות חדשות.
מוטציות גנים בבני אדם גורמות לביטוי של כמה מחלות תורשתיות - אנמיה חרמשית, המופיליה.
מוטציות ציטופלזמיות
מוטציות ציטופלזמיות קשורות לשינויים במבני הציטופלזמה של התא המכילה מולקולות DNA. אלה הם מיטוכונדריה ופלסטידים. מוטציות כאלה מועברות דרך הקו האימהי, שכן הזיגוטה מקבלת את כל הציטופלזמה מהביצית האימהית. דוגמה למוטציה ציטופלזמית שגרמה לשונות בביולוגיה היא נטיעות הצמח, הנגרמת על ידי שינוייםבכלורופלסטים.
לכל המוטציות יש את המאפיינים הבאים:
- הם מופיעים פתאום.
- נמסר.
- אין להם שום כיוון. מוטציות יכולות לעבור גם אזור לא משמעותי וגם סימן חיוני.
- מתרחשים ביחידים בודדים, כלומר, ביחידים.
- בביטוי שלהן, מוטציות יכולות להיות רצסיביות או דומיננטיות.
- ניתן לחזור על אותה מוטציה.
כל מוטציה נגרמת מסיבות מסוימות. ברוב המקרים, לא ניתן לקבוע זאת במדויק. בתנאי ניסוי, כדי להשיג מוטציות, נעשה שימוש בגורם מכוון של הסביבה החיצונית - חשיפה לקרינה וכדומה.
