שאלות באקולוגיה, תיאוריה אבולוציונית, ביולוגיה של אוכלוסיה ומדעים אחרים כרוכים לעתים קרובות במושג השונות (הן מוגדרת והן בלתי מוגדרת). זוהי אבן היסוד להבנת מקור המינים, יכולתם להסתגל לתנאי הסביבה המשתנים. עקרונות אלה עומדים בבסיס הרבייה המודרנית והביולוגיה המולקולרית. בואו ננסה להבין מה משמעות המושגים האלה.
סוגי שונות
מושגים אלו נקראים גם שונות לא-תורשתית ותורשתית. מה ההבדל בין שונות מוגדרת לבלתי מוגדרת? הראשון מתרחש בקבוצה של פרטים כתגובה לגורמים חיצוניים. זה מוסדר על ידי הערך של נורמת התגובה. כדוגמה, אנו יכולים להיזכר בתרדמת החורף של דוב, בצפיפות המעיל של הכלב, באורך של גזע שן הארי. אם תשנה את תנאי הסביבה, ייתכן שסימנים אלה לא יופיעו. אז, אם אתה יוצר באופן מלאכותי שפע של מזון וטמפרטורה חמה כל השנה, אז הדוב לא יישן במשך החורף. לכלב שחי בבית בחורף יהיה הרבה פחות פרווה מאשר לכלב חצר שרשרת. עם כיסוח דשא מתמיד, שן הארייגדל עם אורך גזע קצר יותר, מה שיאפשר לו ליצור גבעול ולהימנע מחיתוך. כמובן, תכונות כאלה אינן עוברות בתורשה גנטית.
שונות תורשתית מתרחשת כמוטציות ספונטניות בתוך קבוצה של פרטים ועוברת בירושה בדורות. עם זאת, לא כל המוטציות מועילות. רובם הופכים חסרי תועלת או מזיקים. רק שינויים מסוימים יתמכו על ידי הברירה הטבעית. תכונה זו היא הבסיס לאבולוציה, שכן היא מאפשרת לאורגניזם להסתגל לשינויים בסביבה, לרכוש תכונות התורמות להישרדות. בואו נתעכב על סוג זה ביתר פירוט.
היסטוריה של חקר השונות הבלתי ודאית
כאשר מזכירים את הגורמים המשפיעים על מוצא המינים, אי אפשר שלא להזכיר את מחבר הספר בעל אותו השם ואת תורת האבולוציה, צ'ארלס דרווין. כמובן שכרגע תיאוריה זו הושלמה סופית ונקראת סינתטית. עם זאת, תיאור המושגים הבסיסיים והעיקרון נותרו ללא שינוי.
לפי דרווין, שונות בלתי מוגדרת – היא "תכונות משניות מגוונות לאין שיעור המבדילות בין פרטים מאותו מין ושלא ניתן להסביר על ידי ירושה מאחד מהוריהם או יותר אבות רחוקים." הוא גם דיבר על ההשפעה הישירה והעקיפה של תנאי הקיום על היווצרותו של אורגניזם חי, על המתאם של סימנים. יחד עם זאת, המושג של גן עדיין לא היה קיים, והסיבות להופעת הנתוניםתכונות לא היו ברורות למדען זה. כיום ידוע שהתורשה היא גנטית במהותה, ומוטציות מתרחשות ב-DNA כל הזמן.
איך המנגנון הזה עובד?
שכפול ה-DNA מקבל כל הזמן שגיאות. בדרך כלל, יש להסיר אותם על ידי מערכת החיסון או מערכת האפופטוזיס התאית (מוות מתוכנת). במקרה של כשל של מערכות אלו, תא זה יכול לשרוד וליצור עותקים של עצמו. אם האורגניזם הוא חד תאי או ששינויים השפיעו על תאי המין, הפגם הזה יעבור בתורשה ויועבר לדורות אחרים. זה יוצר גיוון באוכלוסייה ומבטיח את הישרדות המין ואת האבולוציה בכלל.
סוגי מוטציות
- ג'ין. להשפיע על מבנה ה-DNA ברמת הנוקלאוטיד. הם מתבטאים באובדן, החלפה של כל נוקלאוטיד (ניתן לציין מחלות אנושיות כגון פנילקטונוריה, אנמיה חרמשית כדוגמה).
- Generative. משפיעים על הגנים של תאי נבט. עבר בירושה לדורות.
- סומטי. מוטציות של תאים שאינם מין. הם אינם עוברים בירושה בבעלי חיים, אלא עוברים בתורשה בצמחים כאשר הם מופצים בשיטה וגטטיבית (בתרבית תאים חוץ גופית).
- גנומי. קשור לשינוי במספר הכרומוזומים בגרעין. הם יכולים להתבטא כעלייה בכרומוזום אחד או יותר (בבני אדם, מחלת דאון קשורה לכרומוזום נוסף) וככפל של מספרם (צמחים פוליפלואידים הם מעידים: רוב זני החיטה המודרניים הם אוקטופלואידים, כלומר, יש להם שמונה קבוצות של כרומוזומים).
- כרומוזומלי.
משמעות
- המין לא תמיד חי באותם תנאים. במקרה של שינוי בתנאי החיים, לעיתים פתאומי, למשל, עקב אסון טבע, יישוב מחדש ביבשת אחרת וכדומה, עלולה כל האוכלוסייה להיכחד. אך לחלק מהאורגניזמים עשויות להיות מוטציות שהיו חסרות תועלת עד לנקודה זו, אך כעת הן הכרחיות להישרדות. המשמעות היא שרק הפרטים הללו ישרדו ויתנו צאצאים עם התכונות הללו. דוגמה לכך תהיה המאבק המתמיד בין חיידקים לאנטיביוטיקה. הסוכנים האנטיבקטריאליים שפותחו יעילים למדי למשך זמן מסוים, עד שהצאצאים של מיקרואורגניזמים בעלי גנים לעמידות לסוג זה של תרופות מתרבים. זה מאלץ את תעשיית התרופות ליצור מוצרים חדשים ולעורר בלי משים חיידקים להתפתח עוד יותר.
- ערך בבחירה. זה היה סוג זה של וריאציה שצ'ארלס דרווין חשב כבסיס לברירה מלאכותית. מוטציות המופיעות בתחילה, ללא קשר לגורמים סביבתיים, יכולות להיות בעלות ערך לבני אדם. כך, למשל, פירות עגבניות בעלות פרי אינם שימושיים לצמח עצמו - הענפים לא יעמדו במשקלם ללא אביזרים וביריות. אבל בחירה על בסיס זה אפשרה לנו להשיג זנים פרודוקטיביים יותר.
הגדרה: מהי שונות בלתי מוגדרת בביולוגיה
לסיכום האמור לעיל, אנו מסכמים את משמעות המושג הזה במדע. שונות בלתי מוגבלת בביולוגיה היא מושג נרדף לומוטציות. הוא תורשתי במהותו (להבדיל ממוגדר), בעוד ששינויים קלים בגנום בדור הראשון מצטברים ומתעצמים בשינויים הבאים. סוג זה של שונות קשור גם לשינויים בגורמים סביבתיים, אך לא בצורה של התאמות, אלא בעקיפין. לפיכך, זה עוזר להסתגל לא לאורגניזם ספציפי, אלא לטקסון בכללותו.
דוגמאות לשונות לא ודאית
מוקדם יותר במאמר, נדונו דוגמאות מיוחדות למוטציות שעוזרות להסתגל לסביבה. שקול כמה סוגים רחבים של שונות כזו באופיים:
- צבע מגן. מופיע בבעלי חיים רבים. בתהליך הברירה הטבעית, פרטים בעלי צבע לא בולט יותר בנוף שמסביב פחות רגישים להתקפות על ידי טורפים, ולכן יכולים להוליד יותר צאצאים. תכונה זו קבועה בדורות. יחד עם זאת, כאשר תנאי הסביבה משתנים (לדוגמה, כאשר אוכלוסיה עוברת לבית גידול אחר), הצבע שנשמר על ידי בחירה עשוי להשתנות.
- צביעת אות. כתוצאה משינויים בגנום, חלק מהחרקים רכשו צבעים עזים המזהירים את הטורפים מבלוטות ארס. חרקים לא ארסיים יכולים להיות גם צבעוניים כך כדי להגן עליהם מפני אכילה. תופעה זו נקראת חיקוי.
- צורת גוף. ההשפעה העקיפה של הסביבה תומכת באנשים שצורת גופם מותאמת לה ביותר. אז, הצורה בצורת טורפדו, המסייעת בשחייה, אופיינית לאורגניזמים מימיים.זה דומה בדולפינים, כלבי ים, פינגווינים, דגים, חיפושיות שוחות. באופן טבעי, צורה זו בבעלי חיים אלה התפתחה באופן עצמאי. רק שבתהליך האבולוציה, אותם פרטים שהותאמו בצורה הטובה ביותר לשחייה שרדו וילדו.
- מנגנוני הגנה. לדוגמה, מחטים של קיפוד, דורבן - קו שיער שונה. אנשים שבשל מוטציה ספונטנית קיבלו זיפים צפופים יותר, שעלולים לגרום אי נוחות לטורף, השיגו יתרון ברבייה. בדורות הבאים, ככל הנראה, המבחר תמך בחדות המעיל - תכונה זו התחזקה.
סיכום
שונות מסוג זה אינו מבטיח את הישרדות האורגניזם, אך מבטיח את הישרדות המין בתנאי סביבה המשתנים ללא הרף. שונות בלתי מוגבלת נחוצה לבני אדם ככלי רבייה. זה תורם למקור הטבעי והמלאכותי של הטסים החדשים. זו הסיבה ששונות לא ודאית היא הבסיס לאבולוציה.
