الأسئلة في علم البيئة ، والنظرية التطورية ، وعلم الأحياء السكانية والعلوم الأخرى غالبًا ما تتضمن مفهوم التباين (سواء أكان محددًا أم غير محدد). هذا هو حجر الزاوية لفهم أصل الأنواع ، وقدرتها على التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة. هذه المبادئ هي أساس التربية الحديثة والبيولوجيا الجزيئية. دعونا نحاول معرفة ما تعنيه هذه المفاهيم.
أنواع التباين
تسمى هذه المفاهيم أيضًا التباين غير الوراثي والوراثي. ما هو الفرق بين التباين المحدد وغير المحدد؟ الأول يحدث في مجموعة من الأفراد كاستجابة لعوامل خارجية. يتم تنظيمه من خلال قيمة معيار التفاعل. على سبيل المثال ، يمكننا أن نتذكر سبات الدب ، وكثافة معطف الكلب ، وطول جذع الهندباء. إذا قمت بتغيير الظروف البيئية ، فقد لا تظهر هذه العلامات. لذلك ، إذا قمت بإنشاء وفرة من الطعام بشكل مصطنع ودرجة حرارة دافئة طوال العام ، فلن ينام الدب خلال الشتاء. الكلب الذي يعيش في الداخل في الشتاء سيكون لديه معطف سفلي أقل بكثير من كلب سلسلة الفناء. مع جز العشب المستمر ، الهندباءسوف تنمو بطول جذع أقصر ، مما سيسمح لها بتكوين دعامة وتجنب القطع. بالطبع هذه الصفات ليست وراثية.
يحدث التباين الوراثي كطفرات عفوية داخل مجموعة من الأفراد ويتم توريثها عبر الأجيال. ومع ذلك ، ليست كل الطفرات مفيدة. يصبح معظمهم عديم الفائدة أو ضار. سيتم دعم بعض التغييرات فقط عن طريق الانتقاء الطبيعي. هذه الخاصية هي أساس التطور ، لأنها تسمح للكائن الحي بالتكيف مع التغيرات في البيئة ، لاكتساب الصفات التي تساهم في البقاء. دعونا نتناول هذا النوع بمزيد من التفصيل.
تاريخ دراسة التباين غير المؤكد
عند ذكر العوامل المؤثرة في أصل الأنواع ، لا يسع المرء إلا أن يذكر مؤلف الكتاب الذي يحمل نفس الاسم ونظرية التطور ، تشارلز داروين. بالطبع ، في الوقت الحالي تم الانتهاء من هذه النظرية وتسمى الاصطناعية. ومع ذلك ، فإن وصف المفاهيم الأساسية والمبدأ ظل دون تغيير.
وفقًا لداروين ، فإن التباين غير المحدد-هو "سمات ثانوية لا متناهية تميز الأفراد من نفس النوع والتي لا يمكن تفسيرها بالميراث من أحد والديهم أو من أكثر أسلاف بعيدين ". كما تحدث عن التأثير المباشر وغير المباشر لظروف الوجود على تكوين كائن حي ، وعن ارتباط العلامات. في الوقت نفسه ، لم يكن مفهوم الجين موجودًا بعد ، وأسباب ظهور البياناتلم تكن الميزات واضحة لهذا العالم. من المعروف الآن أن الوراثة وراثية بطبيعتها ، وأن الطفرات تحدث في الحمض النووي طوال الوقت.
كيف تعمل هذه الآلية؟
يحصل تكرار الحمض النووي على أخطاء باستمرار. عادة ، يجب إزالتها من قبل الجهاز المناعي أو نظام موت الخلايا المبرمج (الموت المبرمج). في حالة فشل هذه الأنظمة ، يمكن لهذه الخلية البقاء على قيد الحياة وإنشاء نسخ من نفسها. إذا كان الكائن أحادي الخلية أو إذا أثرت التغييرات على الخلايا الجنسية ، فسيتم توريث هذا العيب وينتقل إلى الأجيال الأخرى. هذا يخلق التنوع في السكان ويضمن بقاء الأنواع والتطور بشكل عام.
أنواع الطفرات
- الجين. تؤثر على بنية الحمض النووي على مستوى النوكليوتيدات. يتم التعبير عنها في الخسارة ، واستبدال أي نيوكليوتيد (يمكن الاستشهاد بأمراض بشرية مثل بيلة الفينيل كيتون وفقر الدم المنجلي كمثال).
- توليدي. تؤثر على جينات الخلايا الجرثومية. موروث عبر الأجيال.
- جسدي. طفرات الخلايا غير الجنسية. لا يتم توريثها في الحيوانات ، ولكنها موروثة في النباتات عند تكاثرها بطريقة نباتية (في زراعة الخلايا في المختبر).
- الجينوم. يرتبط بتغيير في عدد الكروموسومات في النواة. يمكن أن تظهر كزيادة في واحد أو أكثر من الكروموسومات (في البشر ، يرتبط مرض داون مع كروموسوم إضافي) وكمضاعفة لعددهم (النباتات متعددة الصيغ الصبغية دلالة: معظم أصناف القمح الحديثة هي الأخطبوطية ، أي أنها تحتوي على ثمانية مجموعات من الكروموسومات).
- كروموسومي.
المعنى
- لا تعيش الأنواع دائمًا في نفس الظروف. في حالة حدوث تغيير في الظروف المعيشية ، يكون مفاجئًا في بعض الأحيان ، على سبيل المثال ، بسبب كارثة طبيعية ، أو إعادة التوطين في قارة أخرى ، وما إلى ذلك ، فقد يتعرض جميع السكان للانقراض. لكن قد تحتوي بعض الكائنات الحية على طفرات كانت عديمة الفائدة حتى هذه المرحلة ، ولكنها الآن ضرورية للبقاء على قيد الحياة. هذا يعني أن هؤلاء الأفراد فقط هم الذين سيبقون على قيد الحياة ويعطيون ذرية بهذه الصفات. ومن الأمثلة على ذلك المعركة المستمرة بين البكتيريا والمضادات الحيوية. تعتبر العوامل المضادة للبكتيريا المطورة فعالة جدًا لفترة معينة ، حتى تتكاثر نسل الكائنات الحية الدقيقة ذات الجينات المقاومة لهذا النوع من الأدوية. هذا يجبر صناعة المستحضرات الصيدلانية على ابتكار منتجات جديدة ويحفز البكتيريا عن غير قصد لمزيد من التطور.
- قيمة في الاختيار. كان هذا النوع من التباين هو ما اعتبره تشارلز داروين أساس الاختيار الاصطناعي. يمكن أن تكون الطفرات التي تظهر في البداية ، بغض النظر عن العوامل البيئية ، ذات قيمة للبشر. لذلك ، على سبيل المثال ، فواكه الطماطم ذات الثمار الكبيرة ليست مفيدة للنبات نفسه - لن تتحمل الفروع وزنها بدون الدعائم والأربطة. لكن الاختيار على هذا الأساس سمح لنا بالحصول على أصناف أكثر إنتاجية
التعريف: ما هو التباين غير المحدد في علم الأحياء
تلخيصًا لما سبق ، نلخص معنى هذا المفهوم في العلم. التباين غير المحدود في علم الأحياء هو مفهوم مرادف لـالطفرات. إنه وراثي بطبيعته (على عكس واحد محدد) ، في حين أن التغييرات الطفيفة في الجينوم في الجيل الأول تتراكم وتشتد في الجينات اللاحقة. يرتبط هذا النوع من التباين أيضًا بالتغيرات في العوامل البيئية ، ولكن ليس في شكل تكيفات ، ولكن بشكل غير مباشر. وبالتالي ، فإنه يساعد على التكيف ليس مع كائن حي معين ، ولكن مع الصنف ككل.
أمثلة على التباين غير المؤكد
في وقت سابق من المقالة ، تمت مناقشة أمثلة معينة من الطفرات التي تساعد على التكيف مع البيئة. ضع في اعتبارك عدة أنواع واسعة من هذا التباين في الطبيعة:
- تلوين واقي. يصيب العديد من الحيوانات. في عملية الانتقاء الطبيعي ، يكون الأفراد ذوو الألوان غير الواضحة في المناظر الطبيعية المحيطة أقل عرضة للهجوم من قبل الحيوانات المفترسة ، وبالتالي يمكنهم إنتاج المزيد من النسل. هذه الميزة ثابتة في الأجيال. في الوقت نفسه ، عندما تتغير الظروف البيئية (على سبيل المثال ، عندما ينتقل السكان إلى موطن آخر) ، قد يتغير اللون الذي يتم الحفاظ عليه عن طريق التحديد.
- تلوين الإشارة. نتيجة للتغيرات في الجينوم ، اكتسبت بعض الحشرات ألوانًا زاهية تحذر الحيوانات المفترسة من الغدد السامة. يمكن أيضًا تلوين الحشرات غير السامة بهذه الطريقة لحمايتها من الأكل. هذه الظاهرة تسمى التقليد.
- شكل الجسم. يدعم التأثير غير المباشر للبيئة الأفراد الذين يتكيف شكل أجسامهم معها بشكل أكبر. لذلك ، فإن شكل الطوربيد ، الذي يساعد في السباحة ، هو سمة من سمات الكائنات المائية.إنه مشابه في الدلافين والفقمات وطيور البطريق والأسماك وخنافس السباحة. وبطبيعة الحال ، تطور هذا الشكل في هذه الحيوانات بشكل مستقل. إنه فقط في عملية التطور ، هؤلاء الأفراد الذين تأقلوا بشكل أفضل مع السباحة نجوا وأنجبوا.
- آليات الحماية. على سبيل المثال ، إبر القنفذ ، النيص - خط الشعر المعدل. الأفراد الذين حصلوا ، بسبب طفرة تلقائية ، على شعيرات أكثر كثافة ، والتي يمكن أن تسبب إزعاجًا للحيوان المفترس ، اكتسبوا ميزة في التكاثر. في الأجيال التالية ، على ما يبدو ، كان التحديد يدعم حدة الغلاف - تكثفت هذه الميزة.
تلخيص
هذا النوع من التباين لا يضمن بقاء الكائن الحي ، ولكنه يضمن بقاء الأنواع في الظروف البيئية المتغيرة باستمرار. التباين غير المحدود ضروري للإنسان كأداة تربية. يساهم في الأصل الطبيعي والاصطناعي للأنواع الجديدة. هذا هو السبب في أن التباين غير المؤكد هو أساس التطور.
