Questões em ecologia, teoria evolutiva, biologia populacional e outras ciências geralmente envolvem o conceito de variabilidade (definida e indefinida). Esta é a pedra angular para entender a origem das espécies, sua capacidade de se adaptar às mudanças nas condições ambientais. Esses princípios fundamentam a criação moderna e a biologia molecular. Vamos tentar descobrir o que esses conceitos significam.
Tipos de variabilidade
Esses conceitos também são chamados de variabilidade não-hereditária e hereditária. Qual é a diferença entre variabilidade definida e indefinida? A primeira ocorre em um grupo de indivíduos como resposta a fatores externos. É regulado pelo valor da norma de reação. Como exemplo, podemos lembrar a hibernação de um urso, a densidade da pelagem de um cachorro, o comprimento de uma haste de dente-de-leão. Se você alterar as condições ambientais, esses sinais podem não aparecer. Portanto, se você criar artificialmente uma abundância de comida e uma temperatura quente durante todo o ano, o urso não dormirá durante o inverno. Um cão que vive dentro de casa no inverno terá muito menos subpelo do que um cão de quintal. Com corte de grama constante, dente-de-leãocrescerá com um comprimento de caule mais curto, o que permitirá formar um pedúnculo e evitar o corte. É claro que tais características não são herdadas geneticamente.
A variabilidade hereditária ocorre como mutações espontâneas dentro de um grupo de indivíduos e é herdada por gerações. No entanto, nem todas as mutações são benéficas. A maioria deles se torna inútil ou prejudicial. Apenas algumas mudanças serão apoiadas pela seleção natural. Essa propriedade é a base da evolução, pois permite que o organismo se adapte às mudanças do ambiente, adquira qualidades que contribuam para a sobrevivência. Vamos nos debruçar sobre esse tipo com mais detalhes.
História do estudo da variabilidade incerta
Ao mencionar os fatores que influenciam a origem das espécies, não se pode deixar de mencionar o autor do livro de mesmo nome e da teoria da evolução, Charles Darwin. Claro que, no momento, essa teoria foi finalizada e é chamada de sintética. No entanto, a descrição dos conceitos básicos e o princípio permaneceram in alterados.
De acordo com Darwin, variabilidade indeterminada – é "características menores infinitamente variadas que distinguem indivíduos da mesma espécie e que não podem ser explicadas pela herança de um de seus pais ou de mais ancestrais distantes." Falou também da influência direta e indireta das condições de existência na formação de um organismo vivo, da correlação dos signos. Ao mesmo tempo, o conceito de gene ainda não existia, e as razões para o aparecimento de dadoscaracterísticas não eram claras para este cientista. Sabe-se agora que a herança é de natureza genética, e as mutações ocorrem no DNA o tempo todo.
Como funciona esse mecanismo?
A replicação de DNA está constantemente recebendo erros. Normalmente, eles devem ser removidos pelo sistema imunológico ou pelo sistema de apoptose celular (morte programada). Em caso de falha desses sistemas, essa célula pode sobreviver e criar cópias de si mesma. Se o organismo for unicelular ou as alterações afetaram as células sexuais, esse defeito será herdado e passado para outras gerações. Isso cria diversidade na população e garante a sobrevivência da espécie e a evolução em geral.
Tipos de mutações
- Gene. Afetam a estrutura do DNA no nível de nucleotídeos. Eles são expressos na perda, substituição de qualquer nucleotídeo (doenças humanas como fenilcetonúria, anemia falciforme podem ser citadas como exemplo).
- Gerativo. Afetam os genes das células germinativas. Herdado por gerações.
- Somático. Mutações de células não sexuais. Eles não são herdados em animais, mas são herdados em plantas quando propagados por um método vegetativo (cultura de células in vitro).
- Genomic. Associado a uma mudança no número de cromossomos no núcleo. Eles podem se manifestar como um aumento de um ou mais cromossomos (nos humanos, a doença de Down está associada a um cromossomo extra) e como uma multiplicação de seu número (plantas poliplóides são indicativas: a maioria das variedades modernas de trigo são octoplóides, ou seja, têm oito conjuntos de cromossomos).
- Cromossomal.
Significado
- A espécie nem sempre vive nas mesmas condições. No caso de uma mudança nas condições de vida, às vezes abrupta, por exemplo, devido a um desastre natural, reassentamento em outro continente, etc., toda a população pode estar sujeita à extinção. Mas alguns organismos podem ter mutações que eram inúteis até este ponto, mas agora são necessárias para a sobrevivência. Isso significa que apenas esses indivíduos sobreviverão e darão descendentes com essas características. Um exemplo seria a batalha constante entre bactérias e antibióticos. Os antibacterianos desenvolvidos são bastante eficazes por um certo tempo, até que se multipliquem os descendentes de microrganismos com genes de resistência a esse tipo de medicamento. Isso força a indústria farmacêutica a criar novos produtos e involuntariamente estimular as bactérias a evoluir ainda mais.
- Valor na seleção. Foi esse tipo de variação que Charles Darwin considerou a base da seleção artificial. Mutações que aparecem inicialmente, independentemente de fatores ambientais, podem ser valiosas para os seres humanos. Assim, por exemplo, frutos de tomate de frutas grandes não são úteis para a própria planta - os galhos não suportam seu peso sem adereços e ligas. Mas a seleção com base nisso nos permitiu obter variedades mais produtivas.
Definição: o que é variabilidade indeterminada em biologia
Resumindo o que foi dito acima, resumimos o que esse conceito significa na ciência. A variabilidade indefinida em biologia é um conceito sinônimo demutações. É de natureza hereditária (em oposição a uma definida), enquanto pequenas mudanças no genoma na primeira geração se acumulam e se intensificam nas subsequentes. Esse tipo de variabilidade também está associado a mudanças nos fatores ambientais, mas não na forma de adaptações, mas indiretamente. Assim, ajuda a se adaptar não a um organismo específico, mas ao táxon como um todo.
Exemplos de variabilidade incerta
No início do artigo, foram discutidos exemplos particulares de mutações que ajudam a se adaptar ao ambiente. Considere vários tipos amplos de tal variabilidade na natureza:
- Coloração protetora. Ocorre em muitos animais. No processo de seleção natural, indivíduos com coloração mais discreta na paisagem circundante são menos suscetíveis ao ataque de predadores e, portanto, podem produzir mais descendentes. Esse recurso é corrigido em gerações. Ao mesmo tempo, quando as condições ambientais mudam (por exemplo, quando uma população se muda para outro habitat), a cor mantida pela seleção pode mudar.
- Coloração do sinal. Como resultado de mudanças no genoma, alguns insetos adquiriram cores brilhantes que alertam os predadores das glândulas de veneno. Insetos não venenosos também podem ser coloridos dessa maneira para protegê-los de serem comidos. Esse fenômeno é chamado de mimetismo.
- Forma do corpo. A influência indireta do ambiente sustenta indivíduos cuja forma corporal é mais adaptada a ele. Assim, a forma em forma de torpedo, que auxilia na natação, é característica dos organismos aquáticos. É semelhante em golfinhos, focas, pinguins, peixes, besouros nadadores. Naturalmente, essa forma nesses animais se desenvolveu de forma independente. É só que no processo de evolução, aqueles indivíduos que se adaptaram melhor à natação sobreviveram e deram à luz.
- Mecanismos de proteção. Por exemplo, as agulhas de um ouriço, um porco-espinho - uma linha de cabelo modificada. Indivíduos que, por mutação espontânea, receberam cerdas mais densas, o que pode causar transtornos a um predador, ganharam vantagem na reprodução. Nas gerações seguintes, aparentemente, a seleção apoiou a nitidez da pelagem - essa característica se intensificou.
Resumindo
Esse tipo de variabilidade não garante a sobrevivência do organismo, mas garante a sobrevivência da espécie em condições ambientais em constante mudança. A variabilidade indefinida é necessária para os seres humanos como uma ferramenta de reprodução. Contribui para a origem natural e artificial de novos táxons. É por isso que a variabilidade incerta é a base da evolução.
