Pertanyaan dalam ekologi, teori evolusi, biologi populasi, dan ilmu-ilmu lain sering kali melibatkan konsep variabilitas (pasti dan tak tentu). Ini adalah landasan untuk memahami asal usul spesies, kemampuan mereka untuk beradaptasi dengan perubahan kondisi lingkungan. Prinsip-prinsip ini mendasari pemuliaan modern dan biologi molekuler. Mari kita coba mencari tahu apa arti dari konsep-konsep ini.
Jenis variabilitas
Konsep-konsep ini juga disebut variabilitas non-herediter dan herediter. Apa perbedaan antara variabilitas pasti dan tidak terbatas? Yang pertama terjadi pada sekelompok individu sebagai respons terhadap faktor eksternal. Ini diatur oleh nilai norma reaksi. Sebagai contoh, kita dapat mengingat hibernasi beruang, kepadatan bulu anjing, panjang batang dandelion. Jika Anda mengubah kondisi lingkungan, maka tanda-tanda ini mungkin tidak muncul. Jadi, jika Anda secara artifisial membuat banyak makanan dan suhu hangat sepanjang tahun, maka beruang tidak akan tidur selama musim dingin. Seekor anjing yang tinggal di dalam ruangan di musim dingin akan memiliki lapisan bawah yang jauh lebih sedikit daripada anjing pekarangan rantai. Dengan pemotongan rumput yang konstan, dandelionakan tumbuh dengan panjang batang yang lebih pendek, yang memungkinkannya membentuk tangkai dan menghindari pemotongan. Tentu saja, sifat seperti itu tidak diturunkan secara genetik.
Variabilitas herediter terjadi sebagai mutasi spontan dalam sekelompok individu dan diwariskan dari generasi ke generasi. Namun, tidak semua mutasi bermanfaat. Kebanyakan dari mereka menjadi tidak berguna atau berbahaya. Hanya beberapa perubahan yang akan didukung oleh seleksi alam. Properti ini adalah dasar evolusi, karena memungkinkan organisme untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan, untuk memperoleh kualitas yang berkontribusi pada kelangsungan hidup. Mari kita membahas tipe ini lebih detail.
Sejarah studi variabilitas tak tentu
Ketika menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi asal usul spesies, orang pasti akan menyebut penulis buku dengan nama yang sama dan teori evolusi, Charles Darwin. Tentu saja, saat ini teori ini telah difinalisasi dan disebut sintetik. Namun, deskripsi konsep dasar dan prinsipnya tetap tidak berubah.
Menurut Darwin, variabilitas tak tentu – adalah "fitur minor yang bervariasi tak berhingga yang membedakan individu dari spesies yang sama dan yang tidak dapat dijelaskan dengan pewarisan dari salah satu induknya atau dari lebih nenek moyang yang jauh." Dia juga berbicara tentang pengaruh langsung dan tidak langsung dari kondisi keberadaan pada pembentukan organisme hidup, tentang korelasi tanda-tanda. Pada saat yang sama, konsep gen belum ada, dan alasan munculnya datafitur tidak jelas untuk ilmuwan ini. Sekarang diketahui bahwa pewarisan bersifat genetik, dan mutasi terjadi pada DNA sepanjang waktu.
Bagaimana mekanisme ini bekerja?
Replikasi DNA terus-menerus mendapatkan kesalahan. Biasanya, mereka harus dihilangkan oleh sistem kekebalan atau sistem apoptosis seluler (kematian terprogram). Jika terjadi kegagalan sistem ini, sel ini dapat bertahan dan membuat salinan dirinya sendiri. Jika organisme uniseluler atau perubahan telah mempengaruhi sel kelamin, cacat ini akan diwariskan dan diteruskan ke generasi lain. Ini menciptakan keragaman dalam populasi dan menjamin kelangsungan hidup spesies dan evolusi secara umum.
Jenis mutasi
- Gen. Mempengaruhi struktur DNA pada tingkat nukleotida. Mereka dinyatakan dalam kehilangan, penggantian nukleotida apapun (penyakit manusia seperti fenilketonuria, anemia sel sabit dapat dikutip sebagai contoh).
- Generatif. Mempengaruhi gen sel germinal. Diwarisi dari generasi ke generasi.
- Somatik. Mutasi sel non-seks. Mereka tidak diwariskan pada hewan, tetapi diwariskan pada tumbuhan ketika diperbanyak dengan metode vegetatif (dalam kultur sel in-vitro).
- Genomik. Berhubungan dengan perubahan jumlah kromosom dalam nukleus. Mereka dapat bermanifestasi sebagai peningkatan satu atau lebih kromosom (pada manusia, penyakit Down dikaitkan dengan kromosom ekstra) dan sebagai penggandaan jumlah mereka (tanaman poliploid menunjukkan: sebagian besar varietas gandum modern adalah octoploid, yaitu, mereka memiliki delapan set kromosom).
- Kromosom.
Arti
- Spesies tidak selalu hidup dalam kondisi yang sama. Jika terjadi perubahan kondisi kehidupan, terkadang tiba-tiba, misalnya karena bencana alam, pemukiman kembali ke benua lain, dll., seluruh populasi dapat mengalami kepunahan. Tetapi beberapa organisme mungkin memiliki mutasi yang tidak berguna sampai saat ini, tetapi sekarang diperlukan untuk bertahan hidup. Ini berarti bahwa hanya individu-individu ini yang akan bertahan dan memberikan keturunan dengan sifat-sifat ini. Contohnya adalah pertempuran terus-menerus antara bakteri dan antibiotik. Agen antibakteri yang dikembangkan cukup efektif untuk waktu tertentu, sampai keturunan mikroorganisme dengan gen resistensi terhadap obat jenis ini berkembang biak. Hal ini memaksa industri farmasi untuk menciptakan produk baru dan tanpa disadari merangsang bakteri untuk berkembang lebih jauh.
- Nilai dalam pilihan. Jenis variasi inilah yang dianggap Charles Darwin sebagai dasar seleksi buatan. Mutasi yang muncul pada awalnya, terlepas dari faktor lingkungan, dapat bermanfaat bagi manusia. Jadi, misalnya, buah tomat berbuah besar tidak berguna untuk tanaman itu sendiri - cabang tidak akan menahan beratnya tanpa penyangga dan garter. Tetapi seleksi atas dasar ini memungkinkan kami untuk mendapatkan varietas yang lebih produktif.
Definisi: apa itu variabilitas tak tentu dalam biologi
Meringkas di atas, kami merangkum apa arti konsep ini dalam sains. Variabilitas tak terbatas dalam biologi adalah konsep yang identik denganmutasi. Ini bersifat turun temurun (berlawanan dengan yang pasti), sementara perubahan kecil dalam genom pada generasi pertama menumpuk dan mengintensifkan pada yang berikutnya. Variabilitas jenis ini juga terkait dengan perubahan faktor lingkungan, tetapi tidak dalam bentuk adaptasi, tetapi secara tidak langsung. Dengan demikian, membantu untuk beradaptasi bukan pada organisme tertentu, tetapi pada takson secara keseluruhan.
Contoh variabilitas tidak pasti
Sebelumnya dalam artikel, contoh-contoh khusus dari mutasi yang membantu beradaptasi dengan lingkungan telah didiskusikan. Pertimbangkan beberapa jenis variabilitas yang luas di alam:
- Pewarnaan pelindung. Terjadi pada banyak hewan. Dalam proses seleksi alam, individu dengan warna yang lebih mencolok di lanskap sekitarnya kurang rentan terhadap serangan predator dan, oleh karena itu, dapat menghasilkan lebih banyak keturunan. Fitur ini diperbaiki dalam beberapa generasi. Pada saat yang sama, ketika kondisi lingkungan berubah (misalnya, ketika suatu populasi pindah ke habitat lain), warna yang dipertahankan oleh seleksi dapat berubah.
- Pewarnaan sinyal. Sebagai hasil dari perubahan genom, beberapa serangga memperoleh warna-warna cerah yang memperingatkan pemangsa kelenjar racun. Serangga tidak berbisa juga dapat diwarnai dengan cara ini untuk melindunginya agar tidak dimakan. Fenomena ini disebut mimikri.
- Bentuk tubuh. Pengaruh tidak langsung dari lingkungan mendukung individu yang bentuk tubuhnya paling sesuai dengannya. Jadi, bentuk torpedo, yang membantu berenang, adalah karakteristik organisme akuatik. Ini serupa pada lumba-lumba, anjing laut, penguin, ikan, kumbang renang. Secara alami, bentuk pada hewan ini berkembang secara mandiri. Hanya saja dalam proses evolusi, individu yang paling baik beradaptasi dengan berenang bertahan dan melahirkan.
- Mekanisme perlindungan. Misalnya, jarum landak, landak - garis rambut yang dimodifikasi. Individu yang, karena mutasi spontan, menerima bulu yang lebih padat, yang dapat menyebabkan ketidaknyamanan bagi pemangsa, memperoleh keuntungan dalam reproduksi. Pada generasi berikutnya, tampaknya, pemilihan mendukung ketajaman bulu - fitur ini diintensifkan.
Menyimpulkan
Jenis variabilitas ini tidak menjamin kelangsungan hidup organisme, tetapi memastikan kelangsungan hidup spesies dalam kondisi lingkungan yang terus berubah. Variabilitas tak terbatas diperlukan bagi manusia sebagai alat pemuliaan. Ini berkontribusi pada asal alami dan buatan taksa baru. Inilah sebabnya mengapa variabilitas yang tidak pasti adalah dasar dari evolusi.
