8.1-Accumulation of Variation During Reproduction

8.1-Accumulation of Variation During Reproduction Important Formulae

You are currently studying
Grade 10 → Science → Heredity → 8.1-Accumulation of Variation During Reproduction

Variation is a fundamental concept in the study of heredity and evolution. It refers to the differences in traits among individuals within a species. Understanding how variations accumulate during reproduction is crucial for grasping the principles of genetics and evolutionary biology.

Sources of Variation

Variation can arise from several sources during reproduction:

  • Genetic Recombination: During sexual reproduction, genetic material from two parents combines to form offspring. This process involves the mixing of alleles through meiosis, leading to unique combinations of traits. The crossing over of homologous chromosomes during meiosis creates new allele combinations, contributing to genetic diversity.
  • Mutations: Mutations are changes in the DNA sequence that can occur spontaneously or be induced by environmental factors. Mutations can result in new traits, some of which may be beneficial, neutral, or harmful. If beneficial mutations arise in gametes, they can be passed on to the next generation, contributing to variation.
  • Random Fertilization: The combination of different gametes during fertilization adds another layer of variation. Since each parent produces a multitude of genetically distinct gametes, the fusion of any two gametes results in unique offspring.
Types of Variation

Variation can be classified into two main types:

  • Discrete Variation: This type of variation is characterized by distinct categories or traits that do not show intermediate forms. Examples include blood groups, flower color in certain plants, and the presence or absence of a particular trait (e.g., dimples).
  • Continuous Variation: Continuous variation involves traits that can take any value within a range and show a gradual change. Examples include height, skin color, and weight in humans. These traits are typically influenced by multiple genes and environmental factors.
Importance of Variation

Variation is crucial for several reasons:

  • Adaptation: Variation provides the raw material for natural selection. Organisms with advantageous traits are more likely to survive and reproduce, leading to adaptation to changing environments.
  • Evolution: Over time, the accumulation of variations within populations can lead to speciation, where new species emerge as a result of genetic divergence.
  • Population Diversity: Genetic diversity within a population increases resilience to diseases and environmental changes, ensuring long-term survival.
Heredity and Variation

The study of heredity focuses on how variations are inherited from one generation to the next. Gregor Mendel’s experiments with pea plants laid the foundation for understanding inheritance patterns:

  • Mendelian Inheritance: Mendel's principles of dominance, segregation, and independent assortment explain how traits are passed on through generations. His work demonstrated that traits are determined by discrete units called genes, and variations can occur as different alleles of these genes.
  • Polygenic Inheritance: Many traits are controlled by multiple genes, contributing to continuous variation. For example, traits like skin color and height are influenced by several genes, resulting in a range of phenotypes.
Environmental Influences on Variation

While genetic factors play a significant role in determining traits, environmental influences can also affect variation:

  • Phenotypic Plasticity: This refers to the ability of an organism to change its phenotype in response to environmental conditions. For example, hydrangea flowers can change color based on soil pH.
  • Environmental Stressors: Factors such as temperature, nutrition, and exposure to toxins can influence gene expression and result in variations in traits.

8.1-प्रजनन के दौरान विविधता का संचय

प्रजनन एक जैविक प्रक्रिया है, जिसमें दो जीवों के जीन की संकरण के द्वारा नए जीवों का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया में विविधता (Variation) का संचय होता है, जो कि वंशानुगत लक्षणों में भिन्नता उत्पन्न करता है। यह विविधता जीवन के विकास के लिए महत्वपूर्ण है और इसका मुख्य कारण जीन का आदान-प्रदान और उत्परिवर्तन (mutation) होते हैं।

प्रजनन के दौरान दो प्रकार के प्रजनन होते हैं - यौन प्रजनन (Sexual reproduction) और अलैंगिक प्रजनन (Asexual reproduction)। यौन प्रजनन में दो अभिभावकों के जीन का संयोजन होता है, जिससे उत्पन्न संतान में विविधता उत्पन्न होती है। इसके विपरीत, अलैंगिक प्रजनन में केवल एक जीव का योगदान होता है, जिससे संतान में अधिक विविधता नहीं होती।

यौन प्रजनन में सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं:

  • क्रोमोसोमल पुनर्संयोजन (Chromosomal recombination): प्रजनन के दौरान दोनों अभिभावकों के गुणसूत्रों का मिलन होता है। इस मिलन से नए संयोजन उत्पन्न होते हैं, जिनसे विविधता आती है।
  • उत्परिवर्तन (Mutation): उत्परिवर्तन एक प्राकृतिक प्रक्रिया है, जिसमें जीन के अंदर बदलाव होते हैं। ये बदलाव विविधता के स्रोत होते हैं और कभी-कभी ये प्रजनन में शामिल होते हैं।
  • गुणसूत्रों का विभाजन (Meiosis): गुणसूत्र विभाजन में जीन का अर्धांग (haploid) बनता है, जो कि युग्मज (gametes) बनाता है। इस विभाजन के दौरान विभिन्न जीन संयोजन होते हैं।

यौन प्रजनन में दो प्रमुख प्रक्रियाएँ हैं:

  • गैमीट का निर्माण (Gamete formation): यह प्रक्रिया मेयोसिस (Meiosis) द्वारा होती है, जिसमें विभाजन से जीन की विविधता उत्पन्न होती है।
  • संयोजन (Fertilization): युग्मजों का मिलन, जो विविधता को और बढ़ाता है। यह संतान को दोनों अभिभावकों से एक-एक गुणसूत्र प्राप्त होता है।

जैविक विविधता उत्पन्न करने में उत्परिवर्तन की भूमिका अहम होती है। उत्परिवर्तन एक प्राकृतिक और अचानक प्रक्रिया है, जिसमें जीन में कोई स्थायी परिवर्तन होता है। यह परिवर्तन गुणसूत्रों में नये लक्षण उत्पन्न कर सकता है, जिससे जीवों में भिन्नताएँ आती हैं।

उत्परिवर्तन के प्रकार:

  • जीन उत्परिवर्तन (Gene mutation): यह उत्परिवर्तन तब होता है जब जीन के भीतर कोई बदलाव होता है।
  • क्रोमोसोमल उत्परिवर्तन (Chromosomal mutation): इसमें गुणसूत्रों के संरचना में बदलाव आता है, जैसे कि गुणसूत्रों का टूटना या जुड़ना।
  • जैविक उत्परिवर्तन (Biological mutation): यह उत्परिवर्तन जीवों के जीवन चक्र के दौरान होते हैं, जैसे कि विभाजन या युग्मन के समय।

प्रजनन के दौरान उत्पन्न होने वाली विविधता को समझने के लिए एक सामान्य सूत्र का उपयोग किया जाता है:

संभावना (Probability) = $\dfrac{संभव संयोजन}{कुल संयोजन}$

यह सूत्र हमें यह बताता है कि विभिन्न गुणसूत्रों के संयोजन के द्वारा संतान में विविधता कैसे उत्पन्न होती है। जब दो अभिभावक अपने गुणसूत्रों का मिलन करते हैं, तो नए संयोजन बनते हैं, जिनसे जीवन में भिन्नताएँ आती हैं।

इस प्रकार, प्रजनन के दौरान विविधता का संचय जीवों के विकास और उनकी जीवन शैली में महत्वपूर्ण योगदान देता है। यह प्रक्रिया जीवन के अनुकूलन और पर्यावरण के अनुसार समायोजन में मदद करती है।

If a trait A exists in 10% of a population of an asexually reproducing ? species and a trait B exists in 60% of the same population, which trait is likely to have arisen earlier?

Solution:

Determining the Earlier Trait in Asexual Reproduction

In asexual reproduction, traits are often passed on directly from parent to offspring without the influence of sexual selection. A trait that exists in a higher percentage of a population is likely to be more advantageous for survival or reproduction in that environment. Therefore, since trait B is present in 60% of the population compared to trait A at 10%, it is likely that trait B arose earlier. This increased prevalence suggests that trait B has been more successful in being retained within the population over generations.

How does the creation of variations in a species promote survival?

Solution:

Creation of Variations in a Species

Variations in a species arise through genetic mutations, sexual reproduction, and environmental influences. These variations provide a diverse set of traits within a population. When environmental changes occur, such as shifts in climate or the introduction of new predators, individuals with advantageous traits are more likely to survive and reproduce. This process, known as natural selection, leads to the gradual adaptation of the species. Moreover, variations can enhance a species' ability to exploit different resources, increasing its chances of survival in varying habitats. Thus, genetic diversity plays a crucial role in the resilience of populations.