Variabilita v biológii je výskyt individuálnych rozdielov medzi jednotlivcami toho istého druhu. V dôsledku variability sa populácia stáva heterogénnou a druh má väčšiu šancu prispôsobiť sa meniacim sa podmienkam prostredia.
Vo vede ako biológia idú dedičnosť a variácie ruka v ruke. Existujú dva typy variability:
- Nededičné (modifikácia, fenotyp).
- Dedičné (mutačné, genotypové).
Nededičná variabilita
Variabilita modifikácie v biológii je schopnosť jediného živého organizmu (fenotypu) prispôsobiť sa faktorom prostredia v rámci svojho genotypu. Vďaka tejto vlastnosti sa jednotlivci prispôsobujú zmenám klímy a iným podmienkam existencie. Fenotypová variabilita je základom adaptačných procesov vyskytujúcich sa v akomkoľvek organizme. Takže u outbredných zvierat sa so zlepšením podmienok zadržania zvyšuje produktivita: produkcia mlieka, produkcia vajec atď. A zvieratá privezené do horských oblastí vyrastajú nízke a zdravé.vyvinutá podsada. Zmeny faktorov prostredia a spôsobujú variabilitu. Príklady tohto procesu možno ľahko nájsť v každodennom živote: ľudská pokožka vplyvom ultrafialových lúčov stmavne, svaly sa vyvíjajú v dôsledku fyzickej námahy, rastliny pestované na zatienených miestach a na svetle majú rôzne tvary listov a zajace menia srsť farba v zime aj v lete.
Nasledovné vlastnosti sú charakteristické pre nededičnú variabilitu:
- skupinový charakter zmien;
- nededí sa potomkom;
- zmena vlastnosti v rámci genotypu;
- Pomer miery zmeny k intenzite vplyvu vonkajšieho faktora.
Dedičná variabilita
Dedičná alebo genotypová variabilita v biológii je proces, ktorým sa mení genóm organizmu. Jedinec vďaka nej získava črty, ktoré boli predtým pre jej druh nezvyčajné. Podľa Darwina sú genotypové variácie hlavným motorom evolúcie. Existujú nasledujúce typy dedičnej variability:
- mutational;
- kombinované.
Kombinačná variabilita je výsledkom výmeny génov počas sexuálneho rozmnožovania. Znaky rodičov sa zároveň v niekoľkých generáciách rôznymi spôsobmi kombinujú, čím sa zvyšuje rozmanitosť organizmov v populácii. Kombinatívna variabilita sa riadi pravidlami mendelovskej dedičnosti.
Príkladom takejto variability je inbríding a outbreeding (úzko súvisiace apríbuzenská plemenitba). Keď sa chcú v plemene zvierat fixovať vlastnosti jednotlivého výrobcu, používa sa príbuzenská plemenitba. Potom sa stáva jednotnejším a posilňuje kvality zakladateľa línie. Príbuzenské kríženie vedie k prejavom recesívnych génov a môže viesť k degenerácii línie. Na zvýšenie životaschopnosti potomstva sa využíva outbreeding – nepríbuzné kríženie. Zároveň sa zvyšuje heterozygotnosť potomstva a zvyšuje sa diverzita v rámci populácie a v dôsledku toho sa zvyšuje odolnosť jedincov voči nepriaznivým účinkom faktorov prostredia.
Mutácie sa zase delia na:
- genomic;
- chromozomálne;
- genetic;
- cytoplazmatické.
Zmeny ovplyvňujúce pohlavné bunky sa dedia. Mutácie v somatických bunkách sa môžu preniesť na potomstvo, ak sa jedinec rozmnožuje vegetatívne (rastliny, huby). Mutácie môžu byť prospešné, neutrálne alebo škodlivé.
Genomické mutácie
Variabilita v biológii prostredníctvom genómových mutácií môže byť dvoch typov:
- Polyploidia – mutácia je v rastlinách bežná. Je to spôsobené viacnásobným zvýšením celkového počtu chromozómov v jadre, ktoré sa vytvára v procese porušenia ich divergencie k pólom bunky počas delenia. Polyploidné hybridy majú široké využitie v poľnohospodárstve - v rastlinnej výrobe je viac ako 500 polyploidov (cibuľa, pohánka, cukrová repa, reďkovka, mäta, hrozno a iné).
- Aneuploidia -zvýšenie alebo zníženie počtu chromozómov v jednotlivých pároch. Tento typ mutácie sa vyznačuje nízkou životaschopnosťou jedinca. Rozšírená mutácia u ľudí – jeden extra chromozóm na 21. páre spôsobuje Downov syndróm.
Chromozomálne mutácie
Variabilita v biológii prostredníctvom chromozomálnych mutácií sa objaví, keď sa zmení štruktúra samotných chromozómov: strata koncovej časti, opakovanie sady génov, rotácia jedného fragmentu, presun chromozómového segmentu na iné miesto alebo do ďalší chromozóm. Takéto mutácie sa často vyskytujú pod vplyvom žiarenia a chemického znečistenia životného prostredia.
Génové mutácie
Významná časť týchto mutácií sa navonok neprejavuje, keďže ide o recesívnu vlastnosť. Génové mutácie sú spôsobené zmenou sekvencie nukleotidov – jednotlivých génov – a vedú k objaveniu sa molekúl proteínov s novými vlastnosťami.
Génové mutácie u ľudí spôsobujú prejavy niektorých dedičných chorôb - kosáčikovitá anémia, hemofília.
Cytoplazmatické mutácie
Cytoplazmatické mutácie sú spojené so zmenami v štruktúrach bunkovej cytoplazmy obsahujúcej molekuly DNA. Sú to mitochondrie a plastidy. Takéto mutácie sa prenášajú cez materskú líniu, pretože zygota prijíma všetku cytoplazmu z materského vajíčka. Príkladom cytoplazmatickej mutácie, ktorá spôsobila variabilitu v biológii, je perovitosť rastlín, ktorá je spôsobená zmenamiv chloroplastoch.
Všetky mutácie majú nasledujúce vlastnosti:
- Objavia sa náhle.
- Prenesené.
- Nemajú žiadny smer. Mutácie môžu podliehať nevýznamnej oblasti a životne dôležitým znakom.
- Vyskytujú sa u jednotlivých jedincov, teda u jednotlivcov.
- Vo svojom prejave môžu byť mutácie recesívne alebo dominantné.
- Rovnaká mutácia sa môže opakovať.
Každá mutácia je spôsobená určitými príčinami. Vo väčšine prípadov sa to nedá presne určiť. V experimentálnych podmienkach sa na získanie mutácií využíva usmernený faktor vonkajšieho prostredia – radiačná záťaž a podobne.
