Tất nhiên không thể xác định được một cách trực tiếp trên vật mẫu Bảo tàng định hình sự biến dị nào đó là có hay không có cơ sở di truyền. Dẫu sao đối với nhà phân loại học cũng cần hiểu rằng có các kiểu biến dị khác nhau và rằng trong các nhóm được nghiên cứu tương đối kỹ trong nhiều trường hợp có thể rút ra kết luận có cơ sở về địa vị của một biến thể nào đó trên cơ sở các quan sát thực địa và dẫn liệu thực địa và dẫn liệu thực nghiệm có được. Nhìn
chung, về nguyên tắc, các biến dị phi di truyền bảo đảm thích nghi cá thể và biến dị di truyền, bảo đảm thích nghi quần thể và loài.
1. Biến dị cá thể theo giai đoạn phát triển
Biến dị sinh trưởng. Các động vật được sinh ra ở mức độ khá hoặc kém phát triển hoặc sau khi nở từ trứng ra, theo thường lệ phải trải qua hàng loạt giai đoạn non hoặc giai đoạn ấu trùng có thể rất khác so với gian đoạn trưởng thành. Trong các danh lục của bất kỳ một nhóm động vật nào cũng có thể dẫn ra vô số tên động vật, do không phân biệt được các giai đoạn tuổi khác nhau của cùng một loài.
Ở bất cứ nhóm động vật có xương sống nào, từ bò sát, lưỡng cư, chim thú đều gặp sự sai khác giữa cá thể còn non, chưa trưởng thành và cá thể trưởng thành. Tuy nhiên, sự nhận dạng những nhóm động vật này ít ra còn đơn giản hơn so với các nhóm động vật không xương sống. Thật vây, việc phân loại gặp phải những khó khăn nghiêm trọng hơn trong các nhóm mà ở đó các giai đoạn ấu trùng hoàn toàn không giống với giai đoạn trưởng thành (ví dụ, sâu và bướm).
Các ấu trùng bơi chủ động hoặc thụ động của ruột khoang ít hoạt động, da gai, thân mềm và giáp xác thường rất khác với các dạng trưởng thành. Để phân loại đúng đắn các giai đoạn ấu trùng này có thể, hoặc thu thập đầy đủ các giai đoạn trung gian, hoặc quan sát sự phát triển của chúng từ giai đoạn đầu đến giai đoạn cuối. Định loại các giai đoạn ấu trùng của ký sinh vật đặc biệt khó khăn trong trường hợp khi các giai đoạn khác nhau gặp ở các vật chủ khác nhau. Trong gian sán học phải chấp nhận tên phân loại hình thức cho các giai đoạn ấu trùng (Cercaria) của sán lá (Trematodes) để giảm bớt khó khăn và định loại chúng được mau chóng. Tất nhiên người ta sẽ từ bỏ danh pháp có hai kiểu như thế, ngay khi nào biết được Cercaria này thuộc vào loài sán lá nào. Thường điều đó có thể xác định được chỉ bằng cách nuôi cấy trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Biến dị sinh trưởng không chỉ giới hạn trong sự sai khác giữa các giai đoạn ấu trùng và các cá thể trưởng thành, mà cũng quan sát thấy cả giữa các cá thể trưởng thành “non” và “già”. Ví dụ, ở hươu (Cervus) các con đực già có sừng có nhiều nhánh hơn ở hươu non. Hình dáng sừng cũng có thay đổi. Nên chú ý biến dị tuổi này khi so sánh sừng của các loài và phân loài khác nhau. Sau khi đạt đến tuổi nào đó số lượng nhánh sừng, chắc chắn không tăng lên nhiều (hoặc tăng không theo quy luật). Ở nhiều loài có các dấu hiệu đếm được (ví dụ số vảy hoặc tia vây) không tăng về số lượng ngay sau khi chúng được hình thành, tuy rằng sự sinh trưởng tiếp theo rất mạnh, bởi vậy trong bò sát học và ngư học các dấu hiệu này có ý nghĩa rất lớn.
Biến dị mùa của cá thể. Ở một số động vật, mà ở chúng đời sống của các cá thể trưởng thành kéo dài một vài mùa sinh sản thì cùng một cá thể ấy vào thời gian khác nhau của năm trông có vẻ hoàn toàn khác nhau. Nhiều chim có bộ
lông cưới rạng rỡ và sau khi kết thúc mùa sinh sản chúng thay bằng bộ lông thẫm giản dị. Ở các loài chim Bắc Mỹ điều đó có thể quan sát được ở nhiều vịt, chim rẽ, Sylvia borin (Tanagridae) và các chim khác. Ở nhiều loài chỉ có con đực thay đổi bộ lông. Trong các trường hợp ấy cùng một cá thể nhưng nhìn lại hoàn toàn khác nhau vào từng thời gian khác nhau trong năm. Biến dị mùa này đặc biệt thường gặp ở động vật có xương sống có những hệ thống nội tiết phức tạp. Nhiều biến thể mùa như thế đã được mô tả như các loài riêng rẽ, trước khi hiểu được bản chất của chúng.
Biến dị mùa của các thế hệ tiếp nhau. Nhiều loài động vật không xương sống, mà các cá thể của chúng không lâu, đặc biệt là côn trùng, mỗi năm cho một vài thế hệ. Thông thường các cá thể của những loài này xuất hiện trong mùa xuân lạnh rất khác với các cá thể xuất hiện trong mùa hè, hoặc các cá thể xuất hiện trong mùa khô ráo rất khác (ví dụ có màu nhạt hơn) với các cá thể nở ra trong mùa ẩm. Các dạng mùa như vậy thường có thể nhận biết được không những chỉ nhờ sự có mặt các biến thể trung gian xuất hiện vào thời kỳ giữa các mùa, mà còn nhờ chúng giống nhau về đặc tính gân cánh, cấu tạo bộ sinh dục, v.v.
Biến hình chu kỳ. Một loại biến dị mùa đặc biệt tìm thấy ở một số sinh vật nước ngọt, đặc biệt ở luân trùng và giáp xác râu nhánh. Vào thời gian khác nhau của năm các quần thể của cùng một loài thay đổi hình thái hoàn toàn đều đặn liên quan với các thay đổi về nhiệt độ, với sự chu chuyển nước và với các yếu tố thủy văn khác. Điều đó dẫn tới việc mô tả nhiều “loài”, đặc biệt trong giống giáp xác (Dapnia), mà thực chất các “loài” ấy chỉ là các biến thể mùa.
2. Biến dị đẳng cấp của côn trùng xã hội
Ở các côn trùng xã hội như ong và đặc biệt là kiến và mối là những động vật xã hội phát triển các đẳng cấp. Đó là những nhóm mà các thể ngoài các đẳng cấp sinh sản (chúa và đực) còn có thợ (đôi khi có các dạng khác nhau) và lính (đôi khi cũng có các dạng khác nhau). Ở Hymenoptera các đẳng cấp ấy thường là các con cái biến hình và tương tự nhau về di truyền (trừ đẳng cấp thợ của một số ong xã hội), trong lúc đó ở mối (Isopera) là do các cá thể của cả hai giới tính biến đổi thành. Có thể rằng các dạng cấu tạo khác nhau ấy phát sinh do sự dinh dưỡng của ấu trùng bằng thức ăn khác nhau hoặc gây ra bởi ảnh hưởng của hocmon hoặc ảnh hưởng khác. Đã có vô số trường hợp mô tả loài sai lầm do không biết tường tận các dạng lính hoặc thợ khác nhau trong cùng một tập đoàn.
3. Biến dị sinh thái
Biến dị sinh cảnh (phenotype sinh thái). Các quần thể của một loài gặp trong cùng một địa điểm nhưng ở các sinh cảnh khác nhau thường rất khác nhau. Trong khi xem xét phân loại các biến thể địa phương này một số người
thường rơi vào tình trạng cực đoan: mô tả các biến dị tương tự như các loài khác nhau, hoặc ngược lai, cho tất cả chúng là các biến dị không di truyền. Về thực tế chúng có thể là: 1) các vi phân loài (hoặc nòi sinh thái); và 2) các phenotype sinh thái không di truyền. Nhóm này đặc biệt dễ gặp ở các loài dễ biến đổi như một số thân mềm mà Dall (1898) đã mô tả rất rõ ràng tất cả các biến đổi mà ông ta tìm thấy khi nghiên cứu loài hầu Cracostrea virginica Gmelin, liên quan đến các thủy vực khác nhau (Mayr, 1969)
Biến dị do các thay đổi khí hậu tạm thời gây ra. Một số động vật có phenotype dễ biến đổi có thể xuất hiện các lứa trong năm sinh ra trong những điều kiện bất thường (khô hạn, lạnh, đầy đủ thức ăn, v.v.), phân biệt khá rõ với các mẫu chuẩn. Vì vậy, để ngăn ngừa sự nhầm lẫn đáng tiếc, nếu có thể bộ vật mẫu của những loài này cần sưu tầm bổ sung các đại diện biến dị do các nhân tố thay đổi khí hậu gây ra.
Biến dị do vật chủ. Các biến dạng do các vật chủ ở ký sinh vật thực vật và động vật là nguồn gốc có thể gây ra các sai lầm về phân loại, vì rằng người ta thường nhầm lẫn chúng với các nòi địa lý hoặc các loài đồng hương. Thông thường các biến dạng ấy chỉ là những sai khác về kích thước nhưng cũng có thể gặp cả những dấu hiệu về hình thái hoặc sinh lý.
Biến dị phụ thuộc vào mật độ quần thể. Mật độ cao đôi khi sinh ra biến dị hình thái, do mật độ cao dẫn đến thiếu thức ăn. Tuy nhiên sự biến dị phụ thuộc vào mật độ quần thể không phải thường xuyên quan hệ với thức ăn. Người ta nhận thấy rằng các loài quần cư châu chấu tồn tại trong các giai đoạn sinh học không ổn định rất khác nhau (Kennedy, 1956, 1961; Albrrecht, 1962). Các giai đoạn này khác nhau về cấu tạo màu sắc và tập tính nên chúng được mô tả như những loài riêng biệt. Nếu các thiếu trùng vừa mới nở ra phát triển trong điều kiện mật độ cao thì phần lớn chúng cho giai đoạn quần đoàn; khi mật độ thấp hơn cho giai đoạn trung gian. Nếu cách ly chúng và nuôi riêng từng cá thể cho giai đoạn cá biệt.
Biến dị không đồng đều về kích thước. Sự sinh trưởng không đồng đều có thể dẫn tới việc tăng kích thước không cân đối của một số cấu trúc nào đó so với các phần còn lại của cơ thể. Nếu ở các cá thể của một quần thể nào đó xảy ra sự sinh trưởng không đồng đều, thì ở các cá thể có kích thước khác nhau sẽ quan sát được sự biến dị không đồng đều (không cân đối). Điều này nhận thấy rất rõ ở côn trùng. Các cấu trúc như đầu kiến, hàm trên bọ hươu (Lucanidae), sừng và ngực bọ râu tấm; các đốt của râu (Thiripidae), v.v. chịu những biến dị tương tự. Vì không thành thạo trong việc phân biệt bản chất các biến thể kiểu này mà đã xuất hiện hàng loạt tên đông vật
Phần lớn những nguyên nhân chính xác của các biến dị hiện nay chưa được biết rõ. Ở các loài có sinh trưởng liên tục thực ra đó là một trong các dạng biến
dị sinh trưởng. Một số trường hợp nó có cơ sở di truyền. tuy nhiên, ở các côn trùng có biến thái hoàn toàn thì hiện tượng này thường hay gặp và nó quan hệ chặt chẽ với kích thước. Còn các sai khác về kích thước như người ta phỏng đoán là các sai khác do việc cung cấp thức ăn. Do đó mà các ấu trùng hay thiếu trùng chịu sự biến thái ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau.
Biến dị neurogene (thể dịch thần kinh) về màu sắc. Biến dị neurogene hay thể dịch thần kinh là sự thay đổi màu sắc ở động vật riêng lẻ tùy thuộc vào điều kiện môi trường. Các biến đổi này là do sự tập trung hay phân tán các sắc thể.
Kiểu biến dị ấy lần đầu tiên đã được nghiên cứu tỷ mỉ ở tắc kè hoa. Hiện tượng này thỉnh thoảng gặp ở động vật thấp, thường là ở giáp xác, thân mềm chân đầu và động vật có xương sống máu lạnh (cá miệng tròn, cá nhám, cá xương, ếch nhái và bò sát).
4. Biến dị chấn thương
Biến dị chấn thương gặp với tần số khác nhau ở các nhóm động vật khác nhau. Thông thường bản chất dị thường của kiểu biến dị này rất rõ ràng, nhưng ở một số trường hợp nó khó nhận thấy và có thể dẫn tới sự nhầm lẫn.
Biến dị do ký sinh vật gây ra. Ngoài các biến đổi khá rõ như sự phình ra, biến hình và phá hoại cơ học, ký sinh vật có thể gây ra những thay đổi cấu trúc rõ rệt. Ví dụ, ở ong giống Andrena, ký sinh vật thuộc giống Stylops thường gây ra sự giảm kích thước đầu, tăng bụng và biến đổi đường chấm, biểu bì bao lông và hệ gân cánh. Thông thường chúng còn gây ra các dạng trung gian giới tính. Vì rằng ở Andrena dị hình sinh dục thể hiện rất rõ, nên các dạng trung gian giới tính đó nhiều khi gây ra lẫn lộn về phân loại và đưa đến việc tạo ra các tên đồng vật.
Biến dị do sự tổn thương bất ngờ gây ra và biến dị quái hình. Biến dị do sự tổn thương bất ngờ gây ra thường là do các ảnh hưởng bên ngoài, mặc dù có thể có các ảnh hưởng bên trong qua hệ thống thể dịch và hệ thống điều chỉnh sự phát triển. Các ảnh hưởng bên ngoài có thể là cơ học, lý học hoặc hóa học.
Biến dị như vậy rất nhiều vẻ và ở phần lớn động vật biến dị này rất dễ nhận biết vì các cá thể bị biến dị khác rõ ràng với mâu thuẫn đến mức có thể coi như các quái hình, hay là do sự mất cân xứng vì bị tổn thương hoặc bị tật dị thường.
Tuy nhiên, ở các dạng mà vòng đời có phát triển biến thái, các tổn thương xuất hiện ở một trong các giai đoạn còn non có thể dẫn tới những dị thường về sau, do đó không thể dễ mà phân biệt được bản chất dị thường của chúng. Điều đặc biệt làm phức tạp thêm cho công việc trong những trường hợp, khi những dị thường phạm tới các dấu hiêu có giá trị phân loại ở nhóm được xem xét. Ví dụ, các tổn thương nào đó của nhộng cánh cứng có thể dẫn tới dị thường đối xứng của đường chấm, các chỗ lồi lõm của biểu bì cơ thể hoặc sự phân đốt các phần phụ. Còn ở bướm - dẫn tới biến đổi đối xứng của hình vẽ ở cánh. Tuy vậy, ở đa số các trường hợp các chuyên gia cũng nhận biết được không khó khăn lắm bản
chất dị thường của biến dị.
5. Những biến đổi sau khi chết
Nhà phân loại học còn phải chú ý đến một kiểu nữa của biến dị cá thể.
Trong nhiều nhóm động vật không thể ngăn ngừa được những biến đổi sau khi chết của các vật mẫu định hình. Những biến đổi lớn nhất của loại này có thể thấy rất rõ ở chim. Lông màu vàng da cam của Pleucidis ignotus Forster trong sưu tập bị bạc màu và trở thành màu trắng. Lông của Kitta chinensis Boddaert, khi sống có màu lục nhưng trong sưu tập lại trở thành nmàu xanh lam do mất thành phần sắc tố vàng dễ bay màu. Nhiều mẫu vật chim khi vừa bị bắt chúng có màu xám nguyên chất hay xám vàng lục, khi bảo quản dần dần chúng trở thành màu hung “Foxing” do oxy hóa săc tố đen. Nhiều tên đồng vật trong điểu loại học xuất hiện chỉ vì so sánh mẫu mới thu thập với các mẫu Bảo tàng cũ.
Những biến đổi khác nhau khi vật mẫu chết xuất hiện do tác dụng hóa học của chất định hình hoặc hóa chất dùng để giết chết vật mẫu. Thường các biến đổi màu sắc loại này xuất hiện trong các trường hợp các côn trùng có màu vàng. Ví dụ, ong vò vẽ (Vespidae) bị ảnh hưởng khá lâu của cianua kali. Đồng thời các vật mẫu côn trùng trở thành màu đỏ chói và cho đến lúc tìm được cách làm cho phản ứng ấy trở lại thì các vật mẫu đã bị hủy hoại.
Bởi vậy khi mô tả các mẫu có màu bị mất nhanh cần phải mô tả màu sắc của chúng thế nào cho tỷ mỉ hơn và tốt nhất là chụp được ảnh màu hoặc vẽ ảnh màu. Điều đó giúp mô tả được chính xác vật mẫu như lúc còn sống.