O fato de que os seres vivos diferem uns dos outros é o que vocês chamam de variabilidade na biologia.
A variedade de espécies diferentes é chamada de variabilidade interespécies. É o resultado da diversidade e variabilidade das características individuais. Isso pode ser causado por influências ambientais, novas combinações dos fatores hereditários parentais ou mutações.
Variabilidade simplesmente explicada
Quando você observa um grupo de pessoas, percebe que cada pessoa parece única. Você também pode ver na natureza que quase todos os seres vivos são diferentes, mesmo que pertençam à mesma espécie.
A multiplicidade/diferença de uma característica é chamada de variabilidade (latim para “mutável”). As diferentes características podem ser visíveis, como a cor da pelagem dos gatos. Ou invisível como os diferentes grupos sanguíneos (A, B, AB e 0).
A variabilidade afeta a evolução. É a base para o surgimento e mudança de espécies.
definição de variabilidade
Em biologia, variabilidade é a diferença na expressão de características (fenótipo) em indivíduos de uma espécie ou população. A variabilidade total de uma característica consiste na variabilidade genética e modificável .
biologia da variabilidade
Animais e plantas em uma população, portanto, parecem diferentes ou têm propriedades diferentes. Eles variam, por exemplo, na cor do pelo, do cabelo ou dos olhos. Alguns indivíduos estão agora bem adaptados às suas condições ambientais dadas por seus traços ou características. Os fatores ambientais podem ser a temperatura, mas também a comida ou a competição.
Somente aqueles indivíduos que estão mais bem adaptados ao seu ambiente podem “prevalecer”. Eles sobrevivem com mais frequência e também podem se reproduzir com mais frequência. Ao fazer isso, eles passam seus genes para seus descendentes. A variabilidade de uma população ou espécie torna possível a seleção (seleção natural) e, portanto, a evolução em primeiro lugar. Exemplo: Na floresta e no campo, os coelhos marrons ficam bem camuflados no chão marrom . Isso os torna difíceis de detectar por predadores como as águias. Nessas condições, as lebres de cor clara dificilmente têm chance de se proteger dos predadores.
Mas afinal, o que é uma espécie na biologia? Existem diferentes definições aqui:
Marca:
- Conceito morfológico de espécie : Uma espécie inclui todos os seres vivos que possuem as mesmas características essenciais entre si e seus descendentes. No entanto, a aplicação desta definição por vezes apresenta dificuldades. Por exemplo, no dimorfismo sexual de machos e fêmeas de uma espécie como o pavão .
- Conceito biológico de espécie : Uma espécie é todos os seres vivos que podem cruzar uns com os outros e dar à luz descendentes férteis.
Qual é a razão para as diferenças entre os indivíduos de uma espécie ou população? Existem duas razões principais para a diversidade:
- A composição genética diferente dos indivíduos ( variabilidade genética )
- e diferentes influências ambientais ( variabilidade modificatrica ).
Vamos dar uma olhada em ambos:
Variabilidade genética
Por variabilidade genética você quer dizer que a diversidade dos seres vivos ocorre devido a diferenças em seu material genético. Geralmente podemos ver essas diferenças na aparência externa – o fenótipo . Apenas a variabilidade genética tem impacto na evolução.
Você distingue entre duas causas principais de variabilidade genética:
- Mutação : mudança no material genético
- Recombinação : Nova combinação de fatores hereditários no curso da reprodução sexuada.
Importante: mutação e recombinação são sempre aleatórias e não direcionadas! Portanto, você não pode prever quando e em que direção eles ocorrerão.
Mutação
Uma mutação é uma mudança aleatória no genoma de uma célula. Isso leva a novas variantes de um gene e, portanto, também a novos fenótipos. Uma variante de gene, por exemplo, é responsável pelo desenvolvimento de uma cor de pelagem marrom em lebres marrons. Uma mutação em um coelho agora cria uma variante de gene que leva a uma cor de pelagem cinza .
Se a mutação for vantajosa, pode levar os indivíduos afetados a se adaptarem melhor às condições ambientais predominantes do que seus coespecíficos. Em nosso exemplo, no entanto, o coelho cinza não consegue mais se camuflar tão bem em seu ambiente marrom . Portanto, a mutação é desvantajosa. Mas mutação não é o mesmo que mutação. Você distingue diferentes tipos de mutações. Assista agora ao nosso vídeo e conheça-os!
recombinação
A recombinação também cria variabilidade genética. No entanto, só ocorre em seres vivos que se reproduzem sexualmente. Aqui os genes dos pais são, por assim dizer, “remixados”. Você chama essa nova combinação dos fatores hereditários existentes de recombinação . Isso resulta em novos genótipos – ou seja, uma nova composição genética de um ser vivo. Isso pode levar a novos fenótipos . Então você e seus irmãos podem parecer completamente diferentes, apesar de terem os mesmos pais. Quer conhecer as diferentes possibilidades de recombinação de genes? Dê uma olhada aqui e descubra!
Modificando a Variabilidade
Em contraste com a variabilidade genética, a variabilidade modificável não tem significado para a evolução. As modificações não são herdáveis. Eles são causados por influências ambientais que influenciam o desenvolvimento de características.
Importante: Não há mudança nos genes aqui!
Vejamos alguns exemplos de variabilidade do modificador:
- Prímulas chinesas (flores): Suas flores são vermelhas em baixas temperaturas, mas brancas em temperaturas acima de 30 graus. Aqui o fator ambiental temperatura é responsável pelo desenvolvimento da característica de cor da flor.
- Dente -de-leão : Uma planta dente-de-leão é cortada em duas partes iguais. Uma parte (b) plantada em um prado exuberante; a outra parte (c) em um local seco e pobre em nutrientes nas montanhas. Depois de algum tempo, você pode ver que as duas plantas diferem na aparência, embora sejam geneticamente idênticas. Por exemplo, a planta no solo rico em nutrientes tem folhas grandes e caules mais longos; a outra planta, por outro lado, tem folhas muito pequenas e caules curtos.
- Produção de melanina em humanos : A cor da nossa pele é determinada pelo pigmento melanina. Quanto mais melanina em nossa pele, mais escura nossa pele parece. A quantidade de melanina armazenada em nossa pele é determinada, por um lado, por nossos genes, mas também por fatores ambientais. A exposição ao sol, por exemplo, aumenta nossa produção de melanina. Você provavelmente já notou que sua pele escurece quando você toma sol.
evolução da variabilidade
Então vamos deixar claro: a diversidade genética de uma população por meio de mutação e recombinação é o pré-requisito para a seleção e, portanto, para a evolução. Mas existem outros fatores que podem influenciar na evolução! Explicamos agora quais são esses cinco processos em nosso vídeo sobre os fatores de evolução!
Todo mundo tem apreciado a variedade de cores e formas de um prado florido. Atualmente (Bundesumweltamt, 2009) foram descritas cerca de 340.000 espécies de plantas e 1,25 milhões de espécies de animais. Há também uma grande variedade de espécies bacterianas e fúngicas.
A variedade de seres vivos é apenas aparentemente incontrolável. Se você comparar, por exemplo B. plantas ou animais individuais em um prado, verifica-se que certas plantas ou animais são semelhantes em suas propriedades e características (por exemplo, estrutura da flor, forma das asas). Hoje sabe-se que essa semelhança se baseia no parentesco .
Quanto mais próximos os organismos estão relacionados entre si, mais semelhantes eles são em suas propriedades e características .
Os organismos são classificados em grupos de parentesco, e. B. nas categorias sistemáticas espécie, gênero, família, ordem, classe, tribo. O menor grupo, que expressa a relação mais próxima, é o das espécies . O próximo grupo superior, formado por várias espécies, é o gênero . Vários gêneros formam uma família , várias famílias formam uma classe de seres vivos, várias classes formam um filo . Os grupos de parentesco – baseados na espécie – apresentam menos características comuns de um nível para um nível superior.
A ciência biológica da sistemática tenta tornar gerenciável a grande variedade de seres vivos em um sistema classificando os seres vivos nessas categorias sistemáticas. O naturalista sueco CARL VON LINNÉ alcançou méritos especiais ao classificar os seres vivos em um sistema gerenciável.
Queremos esclarecer as relações familiares com alguns exemplos. Todo mundo já viu crianças se parecerem com seus pais ou avós . Tais semelhanças existem tanto externamente quanto no comportamento.
Como acontece esse fenômeno?
Certas características, como talentos científicos, artísticos ou linguísticos, podem ser observadas em algumas famílias ao longo de muitas gerações. Alguns pares de gêmeos são parecidos, enquanto outros não são reconhecíveis como tal. Mesmo com animais (por exemplo, mamíferos), encontramos características iguais e diferentes em todas as famílias. O mesmo se aplica às plantas de sementes .
A espécie é, portanto, um conceito fundamental não só na sistemática, mas também na teoria da hereditariedade , na genética . Os representantes de uma espécie se destacam pela semelhança externa.
Os indivíduos pertencem a uma espécie se concordarem entre si e com seus descendentes em suas características essenciais externas (morfológicas) e internas (anatômicas).
Com base nessa versão do conceito morfológico de espécie, as espécies foram e são descritas e classificadas no sistema de organismos.
No entanto, este método de descrição de espécies também apresenta dificuldades. Basta pensar no dimorfismo sexual dos pássaros, onde os machos geralmente diferem de suas contrapartes femininas em sua plumagem colorida. Há também a variabilidade no tamanho e dimorfismo sexual pronunciado, e. B. no besouro de veado (os machos têm maxilar superior alargado semelhante a um chifre).
Outro argumento contra a validade geral do conceito morfológico de espécie é que alguns seres vivos passam por uma metamorfose no curso de seu desenvolvimento individual , e.g. B. os estágios de desenvolvimento morfologicamente muito diferentes: lagarta, pupa e inseto adulto.
Uma definição genética de espécie é uma boa maneira de neutralizar os problemas associados a uma definição morfologicamente orientada do conceito de espécie . Baseia-se na ideia de que a relativa semelhança das características dos representantes de uma espécie se baseia na relativa constância de sua informação genética.
Indivíduos pertencem a uma espécie se eles podem acasalar uns com os outros e produzir descendentes férteis.
Embora a definição genética de espécie tenha a vantagem sobre a morfológica de ser mais precisa, ela também tem suas limitações. Existem exemplos individuais de que representantes de diferentes espécies podem ser cruzados uns com os outros, por exemplo, galo silvestre (A) e galo silvestre (B) resultam em frangos de raquete (C).
A diversidade de organismos resulta, portanto, da diversidade de diferentes espécies e da variabilidade dos indivíduos dentro de uma espécie, havendo, portanto, variabilidade interespécies e variabilidade intraespécies .
A variabilidade interespécies é a mutabilidade dos organismos de diferentes espécies.
A variabilidade intraespecífica é a mutabilidade de organismos da mesma espécie.
A variabilidade dos organismos é baseada em diferenças na informação genética ( mutações ) ou em mudanças não hereditárias na aparência durante o desenvolvimento individual ( modificação ).
Os traços característicos dos vários grupos de organismos são assim fixos herdados. Seus fatores hereditários são passados para a próxima geração mais ou menos inalterados.
A semelhança dos organismos ocorre através da transmissão inalterada da informação genética dos pais para a prole. Seres vivos com o mesmo genoma teriam, portanto, que corresponder a todas as suas características. No entanto, como mostra a prática, este não é o caso.
Será, por exemplo B. uma planta de flor de vaca jovem (dente-de-leão) cortada ao meio e plantada em locais diferentes (por exemplo, montanhas, prados), desenvolvem-se diferentes plantas, mas pertencem à mesma espécie, a espécie de flor de vaca.
As prímulas chinesas geneticamente idênticas florescem vermelhas em baixas temperaturas e brancas em temperaturas acima de 30°C. O desenvolvimento da característica de cor da flor é, portanto, não apenas dependente da informação genética, mas também do fator ambiental temperatura.
Esses exemplos mostram que fatores ambientais influenciam a formação de traços. Isso permite que os organismos se adaptem mais ou menos bem às condições ambientais existentes, como temperatura, luz, água e alimentos. A formação de folhas de luz e sombra nas plantas é z. B. tal ajuste ao fator de luz.
A conservação das espécies está essencialmente ligada aos processos vitais de reprodução e hereditariedade. A prole é produzida através da reprodução e através da herança associada, a prole recebe características dos pais, cuja expressão pode ser modificada por influências ambientais.