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 okoliša.
U znanosti poput biologije, naslijeđe i varijacije idu ruku pod ruku. Postoje dvije vrste varijabilnosti:
- Nenasljedno (modifikacija, fenotip).
- Nasljedno (mutacijsko, genotipsko).
Nenasljedna varijabilnost
Modifikacijska varijabilnost u biologiji je sposobnost jednog živog organizma (fenotipa) da se prilagodi okolišnim čimbenicima unutar svog genotipa. Zbog ovog svojstva pojedinci se prilagođavaju promjenama klime i drugim uvjetima postojanja. Fenotipska varijabilnost je u osnovi adaptivnih procesa koji se odvijaju u bilo kojem organizmu. Dakle, kod bezkrvnih životinja, s poboljšanjem uvjeta 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 okolišnih čimbenika i uzrok varijabilnosti. Primjeri ovog procesa lako se mogu pronaći u svakodnevnom životu: ljudska koža postaje tamna pod utjecajem ultraljubičastih zraka, mišići se razvijaju kao posljedica 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 karakteristična su za nenasljednu varijabilnost:
- grupna priroda promjena;
- ne nasljeđuju potomci;
- promjena osobine unutar genotipa;
- Omjer stupnja promjene s intenzitetom utjecaja vanjskog čimbenika.
Nasljedna varijabilnost
Nasljedna ili genotipska varijabilnost u biologiji je proces kojim se mijenja genom organizma. Zahvaljujući njoj, jedinka stječe značajke koje su prije bile neobične za njezinu vrstu. Prema Darwinu, genotipska varijacija je glavni pokretač evolucije. Postoje sljedeće vrste nasljedne varijabilnosti:
- mutacijski;
- kombinativno.
Kombinativna varijabilnost rezultat je razmjene gena tijekom spolnog razmnožavanja. Istodobno, osobine roditelja se na različite načine kombiniraju u nizu generacija, povećavajući raznolikost organizama u populaciji. Kombinativna varijabilnost pokorava se pravilima Mendelovog nasljeđivanja.
Primjer takve varijabilnosti je inbreeding i izvanbrodski (usko povezani iinbreeding). Kada se osobine pojedinog proizvođača žele fiksirati u pasmini životinja, tada se koristi inbreeding. Tako potomstvo postaje ujednačenije i jača kvalitete osnivača linije. Inbreeding dovodi do ispoljavanja recesivnih gena i može dovesti do degeneracije linije. Kako bi se povećala održivost potomstva, koristi se outbreeding - nepovezano križanje. Istodobno se povećava heterozigotnost potomstva i povećava raznolikost unutar populacije, a kao rezultat toga raste otpornost jedinki na štetne učinke okolišnih čimbenika.
Mutacije se pak dijele na:
- genomski;
- kromosomski;
- genetski;
- citoplazma.
Promjene koje utječu na spolne stanice 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 dvije vrste:
- Poliploidija - mutacija je česta u biljkama. To je uzrokovano višestrukim povećanjem ukupnog broja kromosoma u jezgri, nastaje u procesu kršenja njihove divergencije na polove stanice tijekom diobe. Poliploidni hibridi imaju široku primjenu u poljoprivredi - u biljnoj proizvodnji postoji više od 500 poliploida (luk, heljda, šećerna repa, rotkvica, menta, grožđe i drugi).
- Aneuploidija -povećanje ili smanjenje broja kromosoma u pojedinim parovima. Ovu vrstu mutacije karakterizira niska održivost pojedinca. Raširena mutacija kod ljudi - jedan dodatni kromosom na 21. paru uzrokuje Downov sindrom.
Kromosomske mutacije
Varijabilnost u biologiji kroz kromosomske mutacije javlja se kada se promijeni struktura samih kromosoma: gubitak krajnjeg dijela, ponavljanje skupa gena, rotacija jednog fragmenta, prijenos kromosomskog segmenta na drugo mjesto ili na drugi kromosom. Takve se mutacije često javljaju pod utjecajem zračenja i kemijskog onečišćenja okoliša.
Gene mutacije
Značajan dio ovih mutacija se ne pojavljuje izvana, jer je to recesivna osobina. Genske mutacije uzrokovane su promjenom slijeda nukleotida - pojedinačnih gena - i dovode do pojave proteinskih molekula s novim svojstvima.
Gene mutacije kod ljudi uzrokuju pojavu nekih nasljednih bolesti - anemije srpastih stanica, hemofilije.
Citoplazmatske mutacije
Citoplazmatske mutacije povezane su s promjenama u strukturama stanične citoplazme koja sadrži molekule DNA. To su mitohondriji i plastidi. Takve se mutacije prenose kroz majčinu liniju, budući da zigota prima svu citoplazmu iz majčinog jajašca. Primjer citoplazmatske mutacije koja je uzrokovala varijabilnost u biologiji je pernastost biljke, koja je uzrokovana promjenamau kloroplastima.
Sve mutacije imaju sljedeća svojstva:
- Pojavljuju se iznenada.
- Predato.
- Nemaju nikakav smjer. Mutacije mogu proći i beznačajno područje i vitalni znak.
- Javljaju se kod pojedinačnih pojedinaca, odnosno pojedinaca.
- U svojoj manifestaciji, mutacije mogu biti recesivne ili dominantne.
- Ista mutacija se može ponoviti.
Svaka mutacija uzrokovana je određenim uzrocima. U većini slučajeva ne može se točno odrediti. U eksperimentalnim uvjetima, za dobivanje mutacija koristi se usmjereni faktor vanjskog okruženja - izloženost zračenju i slično.
