Genetisk Variation: Typer og Betydningen af Genetiske Variationer
Læs denne artikel for at lære om den genetiske variation: Typer og vigtigheden af genetiske variationer!
Variationer er morfologiske, fysiologiske, cytologiske og adfærdsmæssige forskelle blandt individer af samme art og afkom af samme forældre. De findes i alle tegnene og i enhver tænkelig retning. Derfor er ingen to personer ens.
Image Courtesy: homes.cs.washington.edu/~suinlee/figures/systems-genetics2.JPG
Variationer vises selv i klonerne og monozygotiske tvillinger. Her er de erhvervet eller forårsaget af mutationer. De erhvervede variationer skyldes normalt miljøpåvirkning. De er ikke arvet. Mutationer er pludselige eller diskontinuerlige arvelige variationer, der produceres på grund af fejl i DNA-replikation.
Seksuelt reproducerende organismer har rigelige genetiske variationer. Variationerne bliver færre, hvis der er intensiv indavl (parring af nært beslægtede organismer som medlemmer af samme familie, fætre osv.). Fakta var kendt for vores forfædre så tidligt som 8000-10000 f.Kr. De vidste, at seksuel reproduktion medfører variationer. Vores forfædre udnyttede variationer fundet i vilde planter og dyr for selektivt at opdrætte planter og dyr til domesticering, f. Eks. Sahiwal race fra vild ko.
Gennem fortsat selektiv opdræt og kunstig udvælgelse har mennesker opdraget hundrede tusinder af racer og sorter før opdagelsen af arvets principper. Det tyder tydeligt på, at vores forfædre havde god viden om arv og variationer. Men de havde ikke noget indtryk af det videnskabelige grundlag for disse fænomener.
Typer af variationer:
Variationer klassificeres forskelligt i henhold til:
(i) Berørt træk:
Morfologisk, fysiologisk, cytologisk og behaviouristisk.
(ii) Virkning:
Nyttige, skadelige og neutrale eller ligeglade.
(iii) Dele:
Meristisk (antal dele og deres geometriske relationer) og substantiv (udseende),
(iv) Grad:
Kontinuerlig og diskontinuerlig,
(v) Berørte celler:
Somatisk og germinal,
(vi) Fenotypisk (observerbar) og genotypisk (forfatningsmæssig).
I. Somatiske eller Somatogene Variationer:
De er variationer, der påvirker organismernes somatiske eller kroppens celler. De kaldes også ændringer eller erhvervede tegn, fordi de får en person i løbet af sin levetid. Lamarck (1801, 1809) baserede sin teori om evolution på arv af overtagne tegn. Som vist af Weismann (1892) dør somatiske variationer imidlertid generelt med individets død og er derfor ikke-arvelige. De er forårsaget af tre faktorer - miljø, brug og brug af organer og bevidst indsats.
(a) Miljøfaktorer:
Miljøfaktorerne er medie, lys, temperatur, ernæring, vind, vandforsyning mv. Miljøfaktorerne medfører ændringer i fænotypen hos den enkelte. Forskellige ændringer i fænotypen som reaktion på forskellige miljøfaktorer kaldes fænotype plasticitet. En specifik fænotype udviklet som reaktion på en bestemt økologisk tilstand kaldes økophenotype.
Der er kun små ændringer i dyr, men i planter er modifikationerne meget mere iøjnefaldende. Dette skyldes miljøvirkningen på meristemerne i forskellige dele. En mindre ændring i den meristematiske aktivitet kan have en permanent virkning på planten. Miljøet kan også ændre mængden af blomstring og medføre ikke-arvelige ændringer i blomsterdelen. Nogle af de mere vigtige miljømæssige faktorer er:
1. Mellem:
Nogle amphibious planter viser heterophylly med dissekerede blade inde i vand og hele blade udenfor, fx Ranunculus aquatilis. Stockard placerede æg af fisk Fundulus i havvand indeholdende magnesiumchlorid. De unge, der opdrættes i et sådant medium, havde et medianøje i stedet for de to sædvanlige laterale øjne. Hortensia bærer blå blomster i sur jord og rosa blomster i alkalisk jord.
2. Lys:
I mangel af lys forbliver planterne ætiolerede. Skygge producerer aflange intemoder og tyndere og bredere blade. Det øger blødheden i mange grøntsager. Stærkt lys hjælper til gengæld med at producere mere mekanisk væv og mindre og tykkere blade. Palisadeparenchyma bliver multilageret under stærkt lys, men forbliver enkeltlagret under moderate intensiteter af lys (fx Peach).
Effekten af lys er også blevet observeret af Cunningham i fladfisk Solea. Fisken hviler sædvanligvis på venstre side. Det udvikler pigmentering og øjne på højre side, siden udsættes for lys. Hvis venstre side udsættes for lys i den unge fisk, udvikles både øjne og pigmentering på den side.
3. Temperatur:
Temperaturen har direkte indflydelse på organismernes metaboliske aktivitet og transpirationshastighed i planter. Planter der vokser i varmt område viser nanisme af antenne dele og større vækst af rodsystemet. Stærkt sollys og høj temperatur medfører solbeskyttelse af menneskelig hud ved produktion af mere melanin til beskyttelse mod overdreven isolering og ultraviolette strålinger.
4. Ernæring:
Den enkelte, der leveres med optimal ernæring, vokser bedst, mens den underernærede viser forvirret vækst. Overfladen eller manglen på et mineralsalt producerer forskellige typer af deformiteter i planter. En larve af honningbi, der fodres med kongelig gelé, vokser til dronning, mens den, der fodres på bierbrød, udvikler sig til arbejderen.
5. Vand:
Planter, der vokser i jord, mangler i vand eller i områder med små nedbørsmodusændringer for at reducere transpiration og beholde vand, f.eks. Sukkulens, rygsøjler, reducerede blade, tykt belægning, sunket stomata osv. De voksende i fugtigt og fugtigt område producerer frodige vækst.
(b) Brug og bortskaffelse af organer:
Dette er for det meste observeret hos højere dyr. Det organ, der er sat til kontinuerlig brug, udvikler sig mere, mens det mindre anvendte organ udvikler sig lidt. En wrestler eller en spiller, der udfører daglig motion, udvikler en stærkere og mere muskuløs krop end en anden mand, der ikke gør nogen øvelse. En løve, tiger eller bjørn i en zoologisk have er svagere end den, der bor i junglen.
c) bevidste indsatser
Ændringer på grund af bevidste indsatser observeres kun i de dyr, der har intelligens. Modtagelse af uddannelse, træning af nogle kæledyr, slanke krop, kedeligt af pinna, lang hals, små fødder, lemlæstelser i kæledyr, bonsai mv. Er nogle af eksemplerne på bevidst indsats.
II. Germinale eller Blastogene Variationer:
De produceres i en organismes bakterier og er arvelige. De kan allerede være til stede hos forfædre eller kan blive dannet pludselig. Følgelig er de germale variationer af to typer, kontinuerlige og diskontinuerlige.
1. Kontinuerlige Variationer:
De kaldes også svingende variationer, fordi de svinger på hver side (både plus og minus) af et middel eller gennemsnit for arten. Kontinuerlige variationer er typiske for kvantitative egenskaber. De viser forskelle fra gennemsnittet, der er forbundet med det gennem små mellemliggende former.
Hvis der tegnes som en graf, vil den gennemsnitlige eller normale karakteristik blive fundet at være besat af maksimalt antal individer. Antalet individer vil falde med stigningen i svingninger. Graferne ser ud til at være klokkeformede (figur 5.39). Kontinuerlige variationer findes allerede i forskellige organismer eller racer af en art.
De er produceret af:
(i) Chancenseparation eller segregering af kromosomer på tidspunktet for gamete eller spordannelse.
(ii) Krydsning eller udveksling af segmenter mellem homologe kromosomer under meiose.
(iii) Chance kombination af kromosomer under befrugtning. Derfor er disse variationer også kendt ved navnet på rekombinationens.
De gør en organisme bedre rustet til at kæmpe for eksistens i et bestemt miljø. De giver også mennesker mulighed for at forbedre løbene af vigtige planter og dyr. Imidlertid kan de ikke danne en ny art, selv om Darwin (1859) baserede sin evolutionsteori om naturlig udvælgelse på løbende variationer. Kontinuerlige vitiationer er af to typer:
a) substans:
De har indflydelse på udseende, herunder form, størrelse, vægt og farve på en del eller hele organismen, f.eks. Højde, næseform, hudfarve, øjnens farve, hår, fingers længde eller tæer, udbytte af mælk, æg osv. .
b) Meristisk:
De påvirker antallet af dele, fx multiple alleler i blodgrupper, antal korn i et øre af hvede, antal epicalyx-segmenter i Althaea, tentacles i Hydra eller segmenter i regnorm osv.
2. Diskontinuerlige variationer:
De kaldes også sport, salteringer eller mutationer. De er pludselige uforudsigelige arvelige afganger fra det normale uden mellemstadie. Den organisme, hvori en mutation opstår, kaldes en mutant. Diskontinuerlige variationer danner grundlag for mutationsteori om evolution foreslået af de Vries (1902).
Diskontinuerlige variationer eller mutationer er forårsaget af (a) kromosomale aberrationer som sletning, duplikering, inversion og translokation, (b) Ændring i kromosomtal gennem aneuploidi og polyploidi, (c) Ændring i genstruktur og udtryk på grund af tilføjelse, deletion eller ændring i nukleotider.
De diskontinuerlige variationer er af to typer: (a) Substantiv. De har indflydelse på formen, størrelsen og farven, f.eks. Kortbenet Ancon Sheep, Hornless eller pollet kvæg, Hårløse katte, Piebald patching i mand, brachydactyly, syndactyly, etc. (b) Meristisk. De påvirker antallet af dele, fx polydaktyly (seks eller flere cifre) hos mennesker.
Variationernes betydning:
1. Variationer gør nogle individer bedre monteret i kampen for eksistensen.
2. De hjælper enkeltpersoner til at tilpasse sig i overensstemmelse med det skiftende miljø.
3. Diskontinuerlige variationer eller mutationer producerer nye træk i organismerne.
4. Variationer gør det muligt for opdrættere at forbedre løbene af nyttige planter og dyr for øget modstand, bedre udbytte, hurtigere vækst og mindre input.
5. De udgør råmaterialet til evolution.
6. Variationer giver hver organisme en særskilt individualitet.
7. På grund af variationer forbliver arter ikke statiske. I stedet bliver de langsomt modificerede og danner nye arter med tiden.
8. Fortilpasninger forårsaget af tilstedeværelsen af neutrale variationer er yderst nyttige til overlevelse mod pludselige ændringer i miljøet, f.eks. Modstand mod et nyt pesticid eller antibiotikum.
9. Orthogenetiske (retningsbestemte eller afgørende) variationer deltager i dannelsen af nye arter.
