Co to jest zmienność genetyczna?

Zmienność genetyczna odnosi się do możliwości, że dana cecha lub genotyp może się różnić w obrębie populacji w przypadku szczególnego wpływu. Wraz ze wzrostem zmienności genetycznej populacji rośnie jej odporność na wpływy środowiskowe i genetyczne, a ostatecznie wyginięcie. W związku z tym zmienność genetyczna jest bezpośrednio związana z różnorodnością biologiczną i ewolucją.

Jeśli chodzi o biologię ewolucyjną, jeśli populacja nie ma wystarczającej zmienności genetycznej, brakuje jej również możliwości ewolucji i adaptacji. Różnorodność biologiczna jest jak polisa ubezpieczeniowa, ponieważ działa jak bufor, aby zminimalizować szkody spowodowane katastrofami, które w przeciwnym razie mogłyby zniszczyć całą populację. Pod względem genetyki zmienność genotypów populacji może wyjaśniać, dlaczego różni ludzie mają różne reakcje na różne metody leczenia, infekcje i leki.

Zmiany klimatu, choroby i klęski żywiołowe mogą potencjalnie wpływać na zmienność genetyczną i prowadzić ewolucję. Bez wystarczającej zmienności populacja traci potencjał do wytrzymania tych wpływów. System biologiczny, który ma dziedziczną zmienność genetyczną i jest podatny na selekcję naturalną, jest uważany za ewoluujący. Innymi słowy, aby populacja mogła ewoluować, musi mieć taką możliwość poprzez dobór naturalny.

Zwiększona zmienność zwiększa również sprawność fizyczną. Jest to koncepcja promowana przez dobór naturalny. Ewolucyjne adaptacje w przyrodzie są wynikiem zmienności genetycznej gatunku w połączeniu z wpływami środowiskowymi i genetycznymi.

Adaptacje ewolucyjne faktycznie obserwowane w przyrodzie opisano raczej w kategoriach zmienności niż zmienności. Te dwa terminy są często zamieniane w literaturze naukowej pomimo subtelnych różnic między nimi. Dla danego genu zmienność opisuje obserwowalne różnice, a zmienność jest ograniczona do możliwości różnic między osobnikami w populacji.

Podstawową genetyczną przyczyną zmienności jest czysta przypadkowość homologicznej rekombinacji i poliploidii w organizmach płciowych. Częstotliwość i lokalizacja, w której dochodzi do rekombinacji, jest całkowicie losowa, więc wynika z tego, że zwiększona rekombinacja prowadzi do większej zmienności i sprawności. Poliploidia występuje, gdy występuje wiele homologicznych chromosomów, zwiększając w ten sposób rekombinację u potomstwa.

W organizmach bezpłciowych źródła zmienności są ograniczone, ponieważ kod genetyczny jest taki sam dla rodzica i potomstwa. Podobne ograniczenie występuje, gdy dopuszcza się chowu wsobnego, ponieważ materiał genetyczny od rodziców jest mniej zmienny na początku. Brak zmienności w populacji może prowadzić do problemów genetycznych, takich jak mutacja i dryf.

Inne przyczyny zmienności genetycznej są związane ze środowiskiem. Czynniki środowiskowe, takie jak utrata siedlisk i zmiany klimatu, mogą stwarzać okoliczności, które pozostawiają jednostki odizolowane od populacji. Jeśli nowy osobnik dołączy do populacji, wówczas zwiększa się potencjał zmienności.