Kas ir ģenētiskā mainība?

Runājot par evolūcijas bioloģiju, ja populācijai trūkst pietiekamas ģenētiskās variabilitātes, tai trūkst arī potenciāla attīstībai un adaptācijai. Bioloģiskā daudzveidība ir kā apdrošināšanas polise, jo tā darbojas kā buferis, lai samazinātu postījumus no katastrofām, kas citādi varētu iznīcināt visu iedzīvotāju skaitu. Ģenētikas ziņā populācijas genotipu mainīgums var izskaidrot, kāpēc dažādiem cilvēkiem ir atšķirīga reakcija uz dažādām ārstēšanas metodēm, infekcijām un zālēm.

Klimata pārmaiņas, slimības un dabas katastrofas var ietekmēt ģenētisko mainīgumu un virzīt evolūciju. Bez pietiekamas mainīguma populācija zaudē savu potenciālu izturēt šīs ietekmes. Bioloģiskā sistēma, kurai ir iedzimta ģenētiskā mainība un ir neaizsargāta pret dabisko atlasi, tiek uzskatīta par attīstāmu. Citiem vārdiem sakot, lai populācija varētu attīstīties, tai ir jābūt iespējai to darīt dabiskās atlases ceļā.

Palielināta mainīgums palielina arī fizisko sagatavotību. Tas ir jēdziens, ko veicina dabiskā atlase. Evolūcijas pielāgojumi dabā ir sugas ģenētiskās mainīguma rezultāts, kas saistīts ar vides un ģenētisko ietekmi.

Dabā faktiski novērotās evolucionārās adaptācijas ir aprakstītas mainīguma, nevis mainīguma izteiksmē. Šie divi termini zinātniskajā literatūrā bieži tiek aizstāti, neskatoties uz smalkajām atšķirībām starp abiem terminiem. Konkrētajam gēnam variācija apraksta novērojamās atšķirības, un mainīgums ir ierobežots līdz atšķirībām starp indivīdiem populācijā.

Galvenais mainīguma ģenētiskais cēlonis ir homologās rekombinācijas un poliploidijas tīrā nejaušība seksuālajos organismos. Rekombinācijas biežums un vieta ir pilnīgi nejauša, tāpēc no tā izriet, ka palielināta rekombinācija palielina mainīgumu un piemērotību. Poliploīdija rodas, ja ir vairākas homologas hromosomas, tādējādi palielinot pēcnācēju rekombināciju.

Aseksuālos organismos mainīguma avoti ir ierobežoti, jo ģenētiskais kods vecākiem un pēcnācējiem ir vienāds. Līdzīgs ierobežojums rodas arī tad, ja ir atļauta radniecīga dzimstība, jo vecāku ģenētiskais materiāls sākotnēji ir mazāk mainīgs. Mainīguma trūkums populācijā var izraisīt ģenētiskas problēmas, piemēram, mutācijas un novirzes.

Citi ģenētiskās mainīguma cēloņi ir saistīti ar vidi. Vides faktori, piemēram, biotopu zudums un klimata pārmaiņas, var radīt apstākļus, kas atstāj indivīdus izolācijā no populācijas. Ja populācijai pievienojas jauns indivīds, palielinās variācijas potenciāls.