Популяцияның мөлшері
Гендер концентрациясы популяцияның мөлшеріне байланысты болады. Популяцияның мөлшері неғұрылым аз болса, гетерозиготалы дарақтардың бір-бірімен будандасып, рацессивті гемозиготалы ұрпақ беруінің мүмкіндігі солғұрылым мол болады. Керісінше популяцияның мөлшері көп болса, рацессивті гемозиготаның болу мүмкіндігі азаяды. Аз санды популяцияда сұрыпталу нәтежесінде пайдасыз гендер кеміп, пайдалы гендер артып отырады.
1931 жылы Н.П Дубинин сан жағынан популяцияның өзіндде, кейде кейбір кездейсоқ факторлардың әсерінен, гендер концентрациясының өзгертетіндігін көрсетеді. Кейінен популяцияның саны артқан сайын ол гендердің мөлшері де арта түседі. Бұл құбылысты генетикалық-автоматты процесс немесе гендердің дрейфі /шайқалуы/ деп атайды.
Изоляция
Жалпы түрдің әртүрлі популяциялардан құрылатындығы белгілі. Егер бір популяция дарақтары екінші бір популяция дарақтарымен біраз уақыт будандаса алмай қалса, ондай популяция изоляцияға /оқшаулану/ ұшырайды. Ал мұндай оқшаулану бірнеше буынға созылса, онда популяция жіктеле бастайды. Болашақта ондай популяция жаңа түр тармағының немесе тіпті түрдің бастамасы бола алады.
Түр ішіндегі популяцияның изоляциясы /оқшаулануы/ геграфиялық (тау немесе өзен, көлдердің пайда болуы), экологиялық және биологиялық факторлардың әсерінен болады.
Геологиялық өзгерістерге байланысты болатын оқшаулану географиялық изоляция деп аталады. Экологиялық факторларға территориялық-климаттық, микроклиматтық, маусымдық-климаттық т.б өзгерістер жатады, олар бір түрге жататын организимдердің бір-бірімен будандасуына бөгет жасауы мүмкін. Мысалы, теңізде тіршілік ететін балықтар көбею кезінде, яғни уылдырық шашарда өзендерге шығады. Сонда әрбір өзеннің өзіне тән ерекше популяциясы қалыптасады.
Биологиялық изоляцияға генетикалық және физиологиялық факторлар жатады. Генетикалық факторға көбінесе мейоз процесінің өзгеруі нәтежесінде пайда болатын полиплоидия немесе хромосомдық өзгерістер жатады. Бұдан дарақтардың еркін будандасуына кедергі келеді, соған байланысты гендер бір-бірімен комбинациялана алмайды.
Физиологиялық факторларға жануарларға болатын шартты рефлектің өзі изоляция тудыра алатындығын айтуға болады. Мысалы, кейбір жануарлар мен жәндіктер жұптақанда бірін-бірі таңдайды.
Сонымен популяцияның генетикалық құрылымына әсер ететін жоғарыда көрсетілген факторларға б популяцияайланысты генетикалық дианамика, яғни микроэвалюция процесі жүріп отырады.
Генетикалық гомеостаз
Кез-келген биологиялық системаның мейлі клетка, организм, биологиялық семья немесе тұтас генетикалық популяция болсын өзінің адаптивтік механизмі болады. Соның көмегімен олар тіршілігін сақтап отырады.
Популяцияның сыртқы орта факторлары әсерінен өзінің генетикалық құрылымын сақтау қабілетін генетикалық гомеостаз дейді. Бұл ұғымды ең алғаш қалыптастырған С.С Четвериков (1926 ж).
Генетикалық гомеостаз механизимдеріне Харди-Вайнберг формуласына сәйкес популяциядағы түрлі генетиптік тепе-теңдік қалыпта сақталуы, мутациялық процестің белгілі бір бағытқа және белгілі бір қарқынмен жүретіндігі жатады.
Популяцияда мутациямөлшерінің көп болуы тұқым қуалайтын өзгергіштіктің резервін жасайды. Бірақ, мутация көбінесе рацессивті гендерде болатындықтан популяция өзгеріске тез бейімделе алады. Соған байланысты гетерозиготалардың, гомозиготаларға қарағанда тіршілік қабілеті жоғары болып келеді.
Бірақ популяциядан әртүрлі генетикалық формалардың шығуын полиморфизм деп атайды. Н.В Тимофеев- Ресовский мен Я.Я Лус деген оқымыстылар ұзақ жылдар бойы хан қызы жәндігінің қанатының үсті қызыл және қара дарақтардан тұратын полиморфты популяциясына зерттеу жүргізді. Сонда бұл популяцияда жыл сайын бір ғана жағдай байқалған, күзде қоңыздардың көпшілігі қара, қыстап шыққанан кейін қызыл түске айналып отырған. Бұл популяцияда полиморфизмнің болатындығын көрсетеді.
Сөйтіп, полиморфизм популяцияның бір система ретінде сақталып тұруын қамтамасыз ететін механизм болып есептеледі. Сондықтан оны эволюция барысында қалыптасқан генетикалық гомеостаздың көрінісі деп айтуға болады.
Қолданылған әдебиеттер:
-
Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма, Л,1969 г.
-
Яблоков А.В.Эволюционное учение.М, 1976.Ст .21-50.
-
Канаев И.И.Жорж Кювье.М.1976г.
-
Равинович А . И Чарльз Лайель.М, 1976г
-
Парамонов А . А Дарвинизм М, 1976. Ст 41-58.
-
История биологии с древнейших времен до наших дней М,1972.
-
Георгиевский А. А. Дарвинизм М,1985г.
-
Правдин Н.В. Дарвинизм М,1986
Лекция №10
Тақырыбы: Эволюцияның элементарлы факторлары
Мақсаты: эволюцияның элементарлы факторлары, генофонл туралы мәлімет беру.
Лекцияның жоспары және қысқаша мазмұны:
-
Популяцияның генофондына ықпал жасайтын факторлар- мутациялар, орын ауыстыру, гендер ағымының ауытқуы, табиғи сұрыптау.
-
Оқшауланудың популяциялар өзгешеленген үдететін факторы ретіндегі рөлі.
-
Оқшаулану типтері, олардың сипаттамсы және маңызы.
-
Популяция толқынының типтері және олардың эволюциядағы рөлі.
Популяция- (латын тілінде populus — халық, тұрғын халық) — белгілі бір кеңістікте генетикалық жүйе түзетін, бір түрге жататын және көбею арқылы өзін-өзі жаңғыртып отыратын организмдер тобы. Популяция- эволюцияның өзіндік төменгі құрылымы түр, түрасты, бірнеше жақын популяциялық топтарда өзіндік эволюциялық тағдырға ие, бірақ олар тіршіліктің элементарлы бірлігі емес. Популяция- экологиялық, морфологиялық және генетикалық бірлік болып табылады. Популяция- өзіндік эволюцияға бейім, типтердің ішіндегі ең кішісі. Популяцияда дарақ- эволюцияның негізгі факторының қызмет көзі- сұрыптау, ал түр эволюциялық процесстің сапалы кезеңі. Осы топтың популяция болып есептелуі үшін: тарихи қалыптасқан ареалы және үздіксіз өзгеріп тұратын сыртқы орта жағдайында өзінің саны мен құрылымын сақтауға қабілетті болуы; сол түрдің өзге топтарынан қандай да бір табиғи кедергілермен ажыратылып тұруы; бір немесе бірнеше экожүйенің құрамына кіріп, олардағы зат алмасу, энергия тасымалдау процестеріне қатысуы тиіс. Әр популяция өзіне ғана тән статиктикалық сипаттамалары (саны, тығыздығы, ареалы, орналасуы, жас ерекшелігі, жыныстық құрамы) және динамикалық сипаттамалары (саны мен тығыздығының уақытқа қатысты өзгеруі) бойынша ерекшеленеді. Популяцияның статиктикалық сипаттамалары популяцияның белгілі бір сәттегі күйін көрсетіп, өлшеу, санау арқылы қысқа мерзімде анықталады. Популяцияның динамикалық сипатамаларын анықтау ұзақ мерзімді (бір ұрпақ жаңаратындай) қажет етеді. Популяция санының динамикасы белгілі бір уақыт аралығындағы тірі организмдердің өмірге келуі мен өлімі көрсеткіштерінің ара салмағы бойынша анықталады. Сондай-ақ, популяция санының өзгеруіне иммиграция және эмиграция процестері де әсер етеді. Популяция саны өсуінің біртіндеп тежелуі логистикалық теңдеу арқылы өрнектеледі. Әдетте, жануарлар мен өсімдіктер популяциясының саны біршама тұрақты болғанымен, олар әлсін-әлсін күрт өзгеріп отырады (мысалы, тоқалтіс тышқандар, леммингтер, т.б.). Кейбір жануарлардың (шегіртке, бөкендер, т.б.) санының немесе тығыздығының қауырт өсуі олардың қоныс аударуына әкеледі. Жануарлар популяцияларының саны мен тығыздығы күрделі мінез-құлықтық (аумағын белгілеу, қору, көші-қон), физиологиялық механизмдер арқылы (гормондар қызметі, стресс) және лементарлы эволюциялық құбылыс- ұзақ, қайтымсыз және бағытталған популяцияларның генофондының өзгерісі. Бұндай генофондық өзгеріс эволюциялық мағызы аз болып табылады. Сондықтан, элементарлы эволюциялық құбылыс.
Элементарлы эволюциялық құбылыс- эволюциялық әлі процесс емес. Популяцияның генотиптерінің құрамының тұрақты өзгерісі тек табиғи сұрыптау жұмысыпопуляцияның генетикалық құрылымының өзгеруі арқылы реттеліп отырады.
Эның нәтижесінде- жалғыз белгілі эволюциялық бағыттаушы факторға беглілі. Табиғатта тіршілік ететін популяция экологиялық- морфофизиологиялық, генетикалық қасиеттері эволюция процесінің элементарлы бірлігі болып табылады. Бұл оның генетикалық бірлігімен және шектелмеген ұзақ тіршілік етуімен байланысты.
Элементарлы эволюцияның бірліктерін бөлу- элементарлы эволюция құбылыстарын түсіндіруге жағдай жасайды- популяцияның генотипінің құрамынының тұрақты өзгерісі және элементарлы эволюциялық факторлар қызметтерін мазмұндау және шекаралау.
Элементарлы эволюция факторлары
Жалпы эволюциялық факторлар саны үлкен болуы мүмкін. Өйткені, әртүрлі сансыз жағдайлар әртүрлі жолдармен популяцияның генотиптік құрамына әсерін тигізуі мүмкін. Эволюциялық факторлар: мутациялық процесс, популяцияның толқындары, изоляция- оқшаулану, табиғи сұрыптау.
Табиғи сұрыптау маңыздылығы басқа эволюциялық факторлардан өте жоғары.
Топтық бірігу ретіндегі популяция өзіне ғана тән қасиеттермен қатар әрбір жеке дарақтардың өзіне тән қасиеттерге де ие. Топтық ерекшеліктер дегеніміз - бұл популяциялардың негізгі сипаты. Оған мыналар жатады:
-
1) жалпы есебі (сан) - болінген аумақтағы дарақтардьщ жалпы саны;
-
2) тығыздық - популяция мекендеген кеңістіктің ауданына немесе көлеміне келетін дарақтардың орташа саны;
-
3) өсімталдық - кебею нәтижесінде уақыт бірлігінде пайда болған жаңа дарақтар саны;
-
4) өлім-жітім - белгілі уақыттың бір бөлігінде дарақтар популяциясында өлгендердің мөлшерін көрсететін көрсеткіш;
-
5) популяция өсімі - туу мен өлім-жітім арасындағы айырма; өсімнің пайдалы да, пайдасыз да болуы мүмкін;
-
6) өсу қарқыны - уақыт бірлігіндегі орташа өсім;
-
7) жыныстық құрам — берілген популяциядағы еркек және әйел жынысты дарақтар арақатынасы;
-
8) жас құрамы - бұл дарақтарды жасы бойынша бөліп тарату.
Популяция терминін 1903 ж. Дания биологы В.Иогансен (1857 — 1927) енгізді. Эволюция заңдылықтарын, түрлердің пайда болуын зерттейтін ғалымдар популяцияны микроэволюциялық процестің ең шағын бірлігі ретінде қарастырса, ал экологтар популяцияны түр аралық әсерлесу мен өнімділік тұрғысынан зерттейді. Популяцияны зерттеудегі микроэволюциялық, генетикалық, экологиялық бағыттарды біріктіретін биологияның жаңа саласы — популяциялық биология қалыптасты. Жойылып кету қаупі төнген түрлерді сақтап қалу, зиянды түрлердің санын тежеу, экожүйе құрамына жаңа түрлерді енгізуде (интродукция) популяцияны зерттеудің маңызы зор.
Қолданылған әдебиеттер:
-
Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма, Л,1969 г.
-
Яблоков А.В.Эволюционное учение.М, 1976.Ст .21-50.
-
Канаев И.И.Жорж Кювье.М.1976г.
-
Равинович А . И Чарльз Лайель.М, 1976г
-
Парамонов А . А Дарвинизм М, 1976. Ст 41-58.
-
История биологии с древнейших времен до наших дней М,1972.
-
Георгиевский А. А. Дарвинизм М,1985г.
-
Правдин Н.В. Дарвинизм М,1986
Лекция №11
Тақырыбы: Табиғи сұрыптау- эволюцияның қозғаушы және бағыттаушы факторлары
Мақсаты:Табиғи сұрыптау, формалары, тіршілік үшін күрес ұғымы туралы мәлімет беру.
Лекцияның жоспары және қысқаша мазмұны:
1. Табиғи сұрыптау ұғымы. Табиғи сұрыптаудың негізгі формлары: тұрақтандырушы, қозғаушы, ажыратушы, жыныстық, теңестіруші, жекелік және топтық.
2. Тіршілік үшін күрес. Тіршілік үшін күрестің және элиминацияның формалары. Табиғи сұрытаудың сандық сипттамасы: сұрыптаудың коэфициентті, тиімділігі, жылдамдығы. Сұрытау әдістерінің мысалдары. Сұрыптау әдістерінің статистикалық сиптаттамасы
Бұған дейін, организмдерде қалыптасқан генетикалық қасиеттер негізінде болатын тұқым қуалайтын өзгерістердің пайда болуын қарап өттік. Органикалық табиғаттың біртіндеп ілгері қарай дамуында, алдыңғы ұрпақтарында болмаған, генотиптердің өздерінің ерекше маңызы бар екендігінде дау жоқ.
Тұқым қуалайтын жаңа қасиетті организмдердің пайда болуындағы себепші негіздердің бірі гендердің комбинациялануы мен олардың өз ара әрекеттесу нәтижесінде туатын комбинациялық өзгергіштік. Гендердің мұндай комбинациялары екі процесс негізінде орындалады. Оның бірі – клетканың редукциялы бөлінуінде хромосомдардың бір – біріне байланыссыз ажырасып кетуі, бұл одан кейін ұрпақта белгілердің ажырауына себеп болатын хромосомдардың айқасуы, яғни буданда гаметалар түзілуі кезінде гендердің қайта топталуы. Қайта комбинациялануұрпақта белгілердің жаңа үйлесімді шумақтарының пайда болуына соқтырады.
Комбинациялық өзгергіштік түр көлеміндегі әр қилы индивидуумдарда тұқым қуалайтын қасиеттердің әр түрлі үйлесімді шумақтарын туғызады, сөйтіп, бұл сұрыптауға қажет бастапқы материалды молайтады. Сонымен қатар, бұл өзгергіштік ұрпақта ата –анасында жоқ жаңа қасиеттер пайда болуына себепкер болуы мүмкін. Бұған жоғарыда айтылып кеткен бұршақ тәрәзді және роза тәрізді айдарлы тауықтар тұқымдарын будандастырудың нәтижесі мысал болады. Мұнда аллельді емес доминаттық екі геннің өз ара әрекеттесуінен будандық ұрпақта жаңа белгі – жаңғақ тәрізді айдар пайда болады.
Комбинациялық өзгергіштікте гендердің құрылымына ешқандай өзгеріс енбейді; хромосом саны да өзгермейді. Мұнда, тұқым қуалайтын өзгерістердің басқа жолдарымен- мутациялық процеспен және полиплоидиямен салыстырғанда генотип өзгерістері едәуір кем болады.
Ч.Дарвин табиғатта жаңа түрлердің қалай пайда болатынына ерекше көңіл бөлді. Ол организмдердің табиғи жағдайда қалай көбейетіндігіне де назар аударды. Барлық организмдер артына ұрпақ қалдыру үшін өте қарқынды көбейетіндігіне көптеген мысалдар келтіріп, өсімдіктер мен жануарлардың кез келген түрлері табиғатта геометриялық прогрессиямен көбеюге қабілеттілігін дәлелдеді. Әрбір организм өте көп ұрпақ бергенімен, олардың жыныстық жетілуге дейін өмір сүретіндері аз болатындығын байқады. Дегенмен көбею кезіндегі ұрпақтардың басым көпшілігі әр түрлі әсерлерден (қоректің жетіспеуі, қоршаған орта жағдайларының қолайсыздығы, т.б.) көптеп қырылады. Табиғатта ұдайы тіршілік үшін күрес жүретіндігін айта келе, Дарвин бір даралардың көбейіп артына ұрпақ қалдырып, екінші даралардың жойылып отыратындығы табиғи сұрыпталудың әсерінен болатынын дәлелдеді.
Табиғи сүрыпталудың нәтижесінде, тіршілік еткен орта жағдайына пайдалы тұқым қуалайтын өзгергіштігі бар дараларды сақтап, ондай өзгергіштігі жоқ дараларды жойып отырады деген кортындыға келеді. Ч.Дарвин органикалық дүниенің тарихи дамуы эволюцияның 3 факторына байланысты екендігін анықтады, олар:
-
өзгергіштік
-
тұқымқуалаушылық
-
табиғисұрыпталу
Табиғи сұрыптау жолымен эволюция теориясы 1858 жылы Лондондағы Линней қоғамының мәжiлiсiнде Чарлз дарвин мен Альфред Рассел Уоллес бiрлесе отырып жасаған баяндамасында ұсынылды. Жоғарыда айтып кеткендей, Дарвин мен Уоллес эволюция туралы айлар айтқан алғашқылар емес. Олардың есiмдерi эволюция идеясымен байланысы – табиғи сұрыпталу теориясын эволюция жүргiзетiн механизмдердiң бiрi екенiн ұсынуда болып табылады. Тек постулаттаудан гөрi жүру жолы белгiлi процесс бiзге сенiмдi болады.
Дарвин бұл жағдайда «сұрыптауды» сөзбе – сөз мағынада түсіну және оған тәңірлік бастама түріне ұғым беру дұрыс болмайтынын ескертеді. Бұл физикадағы «әлемдік тартылу» немесе химиядағы «талғамды қосылыс» сияқты метофоралық ұғым. Дарвин табиғат деген сөзді көптеген табиғи заңдардың әрекетінің жиынтығы және продуктысы есебінде қараймын, ал заңдар деген сөзді құбылыстардың дәйектілігінің дәлелділігі деп түсінді.
Егер, қолда өсіру процесінде жануарлар мен өсімдіктерде адамға пайдалыкөптеген өзгерістер пайда болатын болса, табиғиат жағдайларында организмдердіңөздері үшін пайдалы басқаша өзгерістер пайда болып орыратындығына күмәндануға болмайды. Егер ондай згерістер пайда бола қалса, онша елеулі болмаса да ,басқаларына қарағанда артықшылығы бар особьтардың сақталып қалу және өсіп – ну мүмкіншілігі мол болады. Екінші жағынан азды – кпті зиянды згерістердің қандайы болса да особьтардың құрып кетуіне себеп болатындығына да күмән келтіуге болмайды. Пайдалы жеке ерекшеліктердің не өзгерістердің сақталып зияндыларының жойылып отыруын Дарвин табиғи сұрыптау немесе те бейімдіректердің тіршілік етіп қалуы деп аталады.
Табиғи сұрыптауда – көрінген көрінбеген белгілеріне байланыссыз, өмірге қажет белгілердің бәр түрі сақталады. Табиғи сұрыптаумен жасалған белгілер организмге де, түрге де пайдалы. Адам органикалық түрлерді бір ортадан екінші ортаға көшіріп организмдерді зорлап қатты өзгеріске түсіреді. Табиғат орта жағдайларында ондай кенет өзгеріс болмайды. Табиғи сұрыптау процесіндегіден гөрі адам жаңа органикалық формаларды тез жасап ала алады.
Табиғи сүрыпталудың нәтижесінде, тіршілік еткен орта жағдайына пайдалы тұқым қуалайтын өзгергіштігі бар дараларды сақтап, ондай өзгергіштігі жоқ дараларды жойып Ч.Дарвин органикалық дүниенің тарихи отырады деген кортындыға келеді.
Дарвиннің органикалық мақсатқа сәйкестілікке табиғи сұрыптау тұрғысынан тұңғыш рет материалистік түсінік берді. Табиғатта тіршілік жағдайларына мүлдем абсолютті бейімделген формалар жоқ. Табиғаттағы әрбір түрлі зейін қойып зерттегенде бұған оңай – ақ көзді жеткізуге болады. Организмдердің дағдысы құрылысына сәйкес келмейтін жағдайда, бұл ерекше көзге түседі. Қаздар мен үйректердің жарғақ табанды болуы жүзуге бейімділік; демек бұл мақсатқа үйлесімділік екеніне күмән келтіруге болмайды. Солай бола тұра, жарғақ табанды тау қаздары суда сирек болады.
Фрегат деген құс мұхиттардың үстінде қонбай қалықтап ұшып жүреді. Солай тіршілік ете тұрса да оның барлық төрт саусағының арасын жалғастырып жатқан жарғағы болады. Тау қазы мен фрегаттың аяқтарындағы жарғақ бұл құстарға пайдалы деп айтуға болмас, бірақ біз олардың бұл белгілерін тұқым қуалаушылыққа байланысты деп қараймыз. Тау қазының немесе фрегеттың арғы аталарында жарғақты табан, қазіргі су құстарындай пайдалы болған. Олардың ұрпақтарында жүзу органдары сақтала тұрса да, олар жаңа жағдайларға бейімделу процесінде бұрынғы жүзу дағдысын жойған.
Бейімділіктің салыстырмалы сипатта екендігіне көптеген жануарлардағы рудименттер, яғни дамымаған, көбінесе пайдасыз органдардың болуы дәлел. Жоғарғы сатылы организмдердің бәрінде дерлік кейбір органдары рудимент түрінде болады. Мысалы жыландардың өкпесінің бір жақ бөлімі рудиментті; кейбір құстардың барлық қанаты рудимент түрінде, ұшу қызметін атқара алмайды.
Редиментті органдарын зерттеу, организмдегі әрбір белгі,тек нақтылы бір жағдайда ғана үйлесімді болатындығын көрсетті. Сол белгілерді қалыптастырған жағдайлар өзгеріп кетсе, бұрын пайдалы болып келген белгілер енді зиянды болып шығады. Бұған органикалық дүниедегі бейімділік салыстырмалы түрде деген қазіргі ұғым туады. Мақсатқа сәйкестік бұл организмдегі барлық органдардың бір – біріне үйлесімділігі мен функцияларының белгілі орта жағдайларында өмір сүруіне бейімділігі. Мақсатқа сәйкестілік табиғи сұрыптау нәтижесінде пайда болып сондықтан да эволюциялық процесс әрқашан да бейімдеу сипатында болады. Табиғатта мақсатқа сәйкес бейімділіктердің салыстырмалы түрде болатындығын төменгі жағдайлардан жақсы түсінуге болады.
Орта жағдайларына байланысты табиғи сұрыптаудың әсері әр түрлі болады. Айталық, бір қолайлы жағдайда пайда болған тұқым қуалайтын өзгеріс тиімді болса, онда сұрыптау белгілі бір бағытта жүреді. Бұл фенотиптің бірте-бірте өзгеруіне және өзгергіштіктің реакция нормасының бір бағытқа қарай ауысуына апарып соғады. Сұрыптаудың мұндай түрін қозғаушы сұрыптау дейді. Мысалы, ірі өндіріс орталықтарында түтін мен ыс көп болғандықтан, сол маңда өсетін ақ қайыңның діңгегі қоңырқай-күңгірт болып өзгереді. Соған байланысты қайыңда тіршілік ететін ақшыл көбелектердің арасында кейде күңгірт түсті мутанттар пайда болады. Егер мұндай құбылыс ауасы таза ауыл жағдайында болса, сұрыптау арқылы жойылып кетер еді. Себебі, ақшыл қайыңдағы күңгірт түсті көбелектер тез көзге түседі. Сондықтан оларды құстар жеп құртады. Ал түтінмен ысталған қайыңдағы көбелектер көзге көп түспейді, яғни табиғи сұрыптау оларды сақтап қалады. Сонда мұндай сұрыптауды жүзеге асыратын фактор — көбелектерді жейтін құстар. Егер сұрыптау өте жылдам қарқынмен жүрсе, тез арада күңгірт түсті популяция пайда болады. Мысалы, Манчестер қаласының маңындағы қайың көбелегінің күңгірт түсті түрлері ақшыл көбелектерді 20 жылдың ішінде ығыстырып шығарған. Қозғаушы сұрыптау эволюцияда басты рөл атқарады. Бұған жылқының эволюциясы барысында оның аяғының саусақтылықтан тақ тұяқтылыққа дейінгі өзгерісі де дәлел бола алады.
Қозғаушы сұрыптаумен қатар, табиғатта тұрақтандырушы сұрыптау да кеңінен таралған. Біршама тұрақты орта жағдайларында тіршілік ететін түрлерде болатын өзгерістер жағымсыз болуы мүмкін. Мұндай жағдайда аз өзгерістерді тудыратын мутациялар сақталып, керісінше көп өзгеріс тудыратын мутациялар жойылып отырады.
Тұрақтандырушы сұрыптауда, мысалы, жәндіктер арқылы тозаңданатын өсімдіктер гүлінің бір шағын бөлігі ғана өзгереді. Бұл сол жәндіктің мөлшеріне ғана шақ келеді, ал олай болмаған жағдайда тозаңдануға жағымсыз әсер еткен болар еді.
Мезозой дәуірінде пайда болған саусақ қанатты балықтарға жататын латимерия осы күнге дейін өзгеріссіз тіршілік етіп келеді.
Сол сияқты Қазақстанда кең тараған ақбөкен Кайнозой дәуірінен бері қарай орта жағдайларының түрлі өзгерістеріне қарамастан сақталып келеді. Бұларды тұрақтандырушы сұрыптаудың нәтижесі деп білеміз.
Қозғаушы сұрыптау мен тұрақтандырушы сұрыптау бір-бірімен тығыз байланысты. Қозғаушы сұрыптау қоршаған ортаның ауыспалы жағдайында түрлердің өзгеруіне ықпал етеді. Ал тұрақтандырушы сұрыптау біршама тұрақты орта жағдайларында тиімді өзгерістерді сақтап, тұрақтандырып отырады.
Сонымен, популяциядағы генетикалық тұрғыдан талдау жасау микроэволюция мен түр пайда болуының негізгі факторы — табиғи сұрыптаудың механизмдерін түсінуге мүмкіндік береді.
Барлық тірі организмдерде белгілі дәрижеде жеке өзгерістер болып отырады. Қазір бұл фактыға таласатын натуралист бола қоймас. Алайда табиғатта жаңа түрлер қалайша пайда боады, организмнің органдары бір – біріне соншалықты үйлесімді немесе организм сыртқы тіршілік ортасына неге ұйлесімді болады деген мәселелерді аталған жеке өзгергіштік болуымен және бірнеше түршелердің пайда болуымен түсіндіре алмаймыз. Қысқаша айтқанда, организмдердегі мақсатқа сәйкес бейімділіктерді қалай түсінуге болады? - деген сурақ туады.
Бұл көрсетілген сұрақтарға жауап бере отырып Дарвин бір жағдайға зейін аударды. Ол тірі организмдердің геометриялық прогрессия бойынша көбейіп отыру тенденциясы еді. Бұл заңдылық бойынша әрбір түрде особьтар санын шексіз кбейту мүмкінігі бар. Линней қандай да бір жылдық өсімдік жылына екі ғана тұқым беріп отыратын болса, жиырма жылдың ішінде оның ұрпағы миллионға жеткен болар еді деген болатын. Дарвиннің айтуы бойынша ең баяу ұрпақ беретін жануар пілдер, олардың бір пары 740 – 750 жыл ішінде өсіп – қнсе, особьтарының саны тоғыз миллионға жетер еді.
Бірақ, еш уақытта табиғатта геометриялық прогресті көбею болмайды. Шынында әрқашан да организмдер шексіз көп ұрпақ береді, ал олардың тірі қалатыны аз болады. Бұлардың шексіз көбеюлеріне «тіршілік үшін күрес» бөгеу болады. Бұл терминді Дарвин кең, метафоралы түрде қолданады: тіршілік үшін күрес – ол дамып келе жатқан организмдердің сыртқы ортаның физикалық факторына және басқа тірі организмдерге тәуелділігі, сондай – ақ особьтардың «өзіне ұрпақ қалдырып» отыру қабілеті. Осы жайында шөлді жерде өсетін өсімдіктердің қуаншылықпен күреседі деп айтуымызға болар еді, «бұған гөрі олар ылғалдыққа тәуелді деген дұрысырақ». Бұл тәуелдәләктер өте күрделі бірі – бірімен тығыз байланысып, шырмалып жатыр. Олардың бірі организмге қолайлы, оның дұрыс тіршілік етуіне себеп болады, екіншілері, керісінше түрдің дамып келе жатқан особьтарына теріс әсер етеді, олардың санының көбіне бөгет болады.
Түрлер санының реттелуі жөнінде маңызды роль атқарады, сірә өте төмен температуралы кезеңдер немесе қуаншылық өсіп – өнуге өте зор бөгеу болса керек. 1854 -1855 жылдардың қысында дарвин өз имениесіндегі құстарпдың 4/5 қырылып қалғандығын айтады. Егер адамда кездесетін індет аурудан 10% қазаны көп деп танысақ, аталған қырғын шын мәнінде төтенше екенін түсіну қиын емес. Климаттың қолайсыз жағдайлары осы жөнінде аталған қатты суықтар, организмге тікелей әсер етіп қана қоймай оның азық қорын азайту арқылы жанама да әсерін тигізеді
Дарвин бірге мекендеуші организмдердің арасындағы қарым – қатынастың күрделілігі жайында көптеген мысалдар келтіреді. Өсімдіктердің өскіндерін әр түрлі жануарлар көптеп құртып отырады. Дарвиннің есебінше 0,5м2 көлеміндегі жерде пайда болған 357 өскіннің 295 – ін моллюскалар мен насекомдар жойып жіберген.
Көптеген жағдайларда, органикалық баспалдақтарда бір – бірінен алшақ жатқан өсімдіктер мен жануарлар бір – біроімен өз ара тығыз жейелі байланысқан қарым – қатынаста болады. Бұған ара тозаңданатын, қызыл жоңышқа мысал бола алады. Аралардың саны,олардың ұяларын және балауызын талқандап балын жеп кететін дала тышқандар санына бірсыпыра байланысты. Дамып келе жатқан организмдердің қоршаған ортасымен қарым – қфеынасын талдай келгенде әрбір түрге, оның тіршілігінің әр кезеңде әсер етуші алуан түрлі кедергілердің ықпалы тиелі деген жалпы қорытынды шығады. Ақырында түрдің орташа саны немесе тіпті түрдің өмір сүріп қалуы аталған әсерлердің біртұтас әрекеттеріне байланысты болады. Тіршілік үшін күрес, яғни организмдердің орта жағдайларына тәуелділігі органикалық формалардың өгергіштігіне ықпал етеді.
Табиғи сұрыптау жайындағы ілім – органикалық дүниенің тарихи дамуының обьективтік заңы ретінде Ч. Дарвин теориясының негізгі бөлімі болып саналады. Қазіргі кезде биология да Дарвиннің негізгі жағдайларының дұрыстығын дәлелдеуші көп және жан – жақты материалдар қорланды. Дарвин теориясында табиғи сұрыптау табиғатта жүріп жатқан процесс мағынасында түсініледі, бұл процесте орта жағдайларының дамып келе жатқан организмдерге тигізген әсерлерінің нәтижесінде өмір сүруі және дамуы үшін пайдалы белгілерге ие болған индивидумдар сақталып қалып отырады.
Бұл процесс организмдермен оны қоршап тұрған орта жағдайларының өз ара қарым – қатынасының нәтижесі. Табиғи сұрыптауға қажетті материал организмдердің өзгергіштігі болып табылады. Құбылмалы сыртқы орта жағдайлары организмдерде өзгеріс тудырып отырады. Пайда болған өзгерістердің кейбіреулері озгерістерге пайдалы, екіншілері зиянды болады. Пайдалы белгісі бар организмдердің тірі қалуы және ұрпақ қалдырып өркендеу мүмкіндігі мол болады. Бұған керісінше, қандай да болса организмге зиянды өзгеріс, оның тіршілігіне теріс ықпал етеді, ондай өзгерісті особьтар ең алдымен құрып кетеді (элиминация) немесе өсіп – өне алмайды.
Элиминация ортаның әр түрлі факторларына байланысты. Табиғатта мұндай процесс болатынына бақылау фактылары дәлел болады. Осы кезде құстарда болатын элиминация себептері біршама толық анықталады.
Бұл жөнінде бір қатар қызғылықты мынадай бақылаулар бар: топ құсқа жыртқыштар шабуыл жасағанда, ең алдымен олардың ішінен қандай да бір кемістігі бар құстар қолға түсіп жем болады. Швециядағы бақылаулар бойынша қырғи 50 шамалы бір топ торғайлардың ішінен бір көзі соқыр торғайды соқыр жағынан келіп ұстап алған. Екінші бір жағдайда осы түрге жататын жыртқыш құс 20 көкшіл торғайдан жарақаттанған біреуін, 100 шымшықтан әлсіздеу біреуін ұстаған. Осы сияқты талғамдылық көптеген басқа жыртқыштарда да байқалады. Бұл аталып өткен фактылар, құстардағы элиминация түр үшін бағасы кем особьтарда болатындығына дәлел. Бір жағынан өзгергіштіктің сипаты, ал екінші жағынан элиминация сипаты өз ара тығыз байланысты екенін түсіну қиын емес. Осыған орай табиғи сұрыптауға қандай жағдайлар қолайлы екендігін айтуымызға болады. Ең алдымен түрдің пайда болатынын особьтарыныңсаны мен олардың мекендейтін ортасының жағдайы әр түрлі болуының үлкен мәні бар. Особьтар саны көп болып, олардың мекендейтін ортасының жағдайлары алуан түрлі болса, өзгеру варианттары да көп болады, демек табиғи селексия үшін бастапқы материал да – мол болады. Организмге пайдалы өзгерістің қандайы болса да, ол ұрпаққа берілетін болса ғана сұрыптау үшін мәні болады. Ең соңында табиғи сұрыптау процесі бір бағытта қанша ұзақ уақыт жүріп отырса, соншалықты нәтижелі болып шығады.
Табиғи сұрыптаудың алғашқы сандық сипаттамасыпопуляцияда гендердің жиелігінің өзгеруі, жаңа мутациянын пайда болуы, доминантты және рецессивті гендердің элиминадция жиілігімен сипатталды.
Сұрыптаудың коэффиценті. Элиминация жиілігін анықтау үшін
m- бастапқы дарақтар саны;n- келесі ұрпаққа дейін тірі қалған дарақтар саны.
А вариантында бастапқы дарақтар саныm-нан n - тірі қалған дарақтар, ал В вриантында В-n+nS дарақ. Сұрыптаудың коэффицентіS. Енді бұны қарапайым математикалық тұрғыдан есептеп көрейік. Мысалы: әр вариантта 1000 дарақ бар, А вариантында 50 дарақ тірі қалса, В вариантында 75 дарақ. В вариантында тірі қалғандар саны 50+50S75. Бұдан
шығады. Сұрыптаудың коэффицентісұрыпталу құндылығы екі варианттада бірдей болса өзгеру мүмкіндігі 0; ал бір вариант еіншісін толығымен ығыстырса 1ге дейін барады.
Сұрыптаудың тиімділігі. А және Варианттарының бейімделудегі қатынасы әр варианттың тірі қалған дарақтардың санына қатынасымен анықталады. Мына формула бойынша:
Жоғарыда келтірілген мысалға байланысты сұрыптаудың тиімділігі былай анықталады:
сонымен А вариантына қарағанда В варианты 1,5 есе жақсырақ бейімделген.
Сұрыптаудың жылдамдығы. Бір уақыт аралығында алынған варианттын өсу ауқымымен анықталатын сұрыптау.
бұнда – тандалған варианттын концентрациясы; - элимирацияланған варианттын концентрациясы. Ереже бойынша
Қорыта отырып, мынаны айтуға болады:
1. Кез келген популяцияда әр ұрпақтың дараларында өзгергiштiк байқалады.
2. Бұл өзгерiстердiң кейбiреуiнде генетикалық негiз бар.
3. Жынысты жетiлу мен көбеюге дейiн тiрi қалатындармен салыстырғанда, көп даралар туылады.
4. Кейбiр гендерi бар дараларда басқа генi бар дараларға қарағанда, тiрi қалып, ұрпақ беру мүмкiншiлiгi жоғары.
Қорытынды: айтылғандарды қорыта отырып, тiрi қалу және көбею мүмкiншiлiгiн арттыратын генетикалық белгiлер популяция iшiнде ұрпақтан ұрпаққа жиi кездесе бастайды.
1845 жылы Дарвин “Биглдегi саяхат” жұмысын Путешествие на “Бигле”, жарыққа шығарды, онда топографиялық сунаға түсiру және коллекция жинаумен шұғылданған, британдық әскери немедегi 5 жылдық жүзудегi өзiнiң алған әсерiн өте қызықты жазды. Бұл кiтапта оның сол кезде-ақ эволюция мен сұрыптау қалай жүретiнiн түсiнгенi көрiнедi. Галаногосс аралдарында ғана кездесетiн кептерлердiң (вьюрок) көптеген түрлерi туралы былай жазды: “құстар жабының тығыз байланысқан бiр туыс iшiндегi құрылыстың әртүрлiлiгi мен бiртiндеуiн байқай отырып, бұл архипелагта құстың 1 түрi алынып, әртүрлi мақсатта өзгеруiн көзге елестетуге болады”.
Сол кiтапта ол табиғи сұрыптау туралы:”iрiктеушi фактор табиғи күйдегi санның өте тез артуына үнемi кедергi жасайды. Саны орташа шамамен тұрақты болып қалады; бiрақ әр жануарда санның өсуiне тенденциясы геометриялық прогрессияда болады” деп айтады.
Дарвин кейiнiрек “табиғи сұрыптау” деп атаған “белгiсiз күш” организмдер санының потенциалды жарылысына үнемi кедергi жасайды. Бұл ой оған Томас Роберт Мальтус жазған халық туралы очеркiн оқығаннан кейiн түзiлдi. (Thomas Malthus). Дарвиннiң арқасында мальтустiң “тiршiлiк үшiн күрес” деген бейнем сөзi кең тарады. Бұл түсiнiктi екеуi де популяцияның тез өсуi мен қоректiн ресурстар арасындағы сәйкессiздiк нәтижесi деп есептедi.
Дарвин өзiнiң теориясын соңғы түрде “табиғи сұрыптау жолымен түрлердiң пайда болуы” кiтабында жазып шығарды, ол 1859 жылы жарыққа шығып, кең таралды.
Бұл кiтапта Дарвин тiрi және тiршiлiгiн жойған организмдерге жасаған өзiнiң және көзқарасын дәлелдейтiн басқа да зерттеушiлердiң материалдарын келтiрдi. Кейбiреулер Дарвин теориясын жақсы ықыласпен қарсы алды; олар оның организмдер мен әрқайсысының өзiне тән белгiлерi арасындағы көптеген ерекшелiктерiн түсiндiре алатынын ұқты. Басқалар, бұрынғы көзқарасты сақтады, тек ХХ ғасырда көптеген биологтар эволюцияның болатынын және табиғи сұрыпталуды оның негiзгi механизмi екенiн толығымен мойындады.
Табиғи сұрыпталу теориясына қарсы кең тараған және негiзгi келiспеушiлiк негiзiнде тұқымқуалау факторларының әсерi туралы қате түсiнiктер жатты: ата-аналардың тұқымқуалау факторлары олардың ұрпағына қосылады деп есептелдi. Бұл түсiнiктер бойынша популяциядағы тұқымқуалайтын өзгергiштiк ұрпақтан ұрпаққа өткенде азаяды, соңында популяцияның барлық мүшелерi бiрдей болады, сөйтiп табиғи сұрыптау әсер етпей қалады. Ендi бiз гендер қосылмайтындығы жөнiнде бiлемiз, бiрақ Дарвин мен ХIХ ғасырдың көптеген биологтары , гендер қосылады деп есептедi. Бiрақ Грегор Мендель (Gregar Mendel) 1866 жылы өзiнiң нәтижелерiн жарыққа шығарды, оның жұмыстары 1900 жылға дейiн, бұл заңдар қайтадан ашылып, дәлелденбейiнше белгiсiз болып қалды, бұл заңдар, яғни гендер бiр-бiрiне тәуелсiз тұқымқуалайды және ұрпақтарда олар қосылмайды. Сонымен, өзгергiштiк әр ұрпақта сақталатынын дәлелдеi. Табиғи сұрыптау теориясын қабылдауға тағы бiр кедергi, Дарвин сұрыптауды мәдени өсiмдiктер мен үй жануарлары селекциясының саласынан алынған мысалдарды келтiрдi. Мол шаруашылығы мамандары iрi қара мысалы, малды сүттiлiлiгн көбейту (гомитин породасы) сүтiнiң майлылығын арттыру (жерсей породасы) ет мөлшерi бойынша сұрыптау жүргiздi. Мұндай жасанды сұрыптау бiрнеше ұрпақ сонында күрт өзгерiстер туғызады және эволюцияның нақты дәлелi болып табылады. Бiрақ, бұл эволюция белгiлi нәтижелер алуға ұмтылатын, селекционерлер жағынан арнайы жұмыстар нәтижесiнде жүредi. Дарвин табиғатта сұрыптаудың жүретiндiгi жөнiнде нақты бiрде-бiр дәлелдемелер айтпады. Оның қарсыластары табиғатта не сана, не ұмтылыс, не мақсат жоқ деп айтты. Табиғатта алатын орындарына ғана арнайы жасалған организмдер кездейсоқ жағдайлар нәтижесiнде қалай түзiледi? Келесi бөлiмде жазылған, табиғи популяциядағы сұрыптау мысалы бiрнеше жылдан соң ғана ашылды.
Қолданылған әдебиеттер:
-
Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма, Л,1969 г.
-
Яблоков А.В.Эволюционное учение.М, 1976.Ст .21-50.
-
Канаев И.И.Жорж Кювье.М.1976г.
-
Равинович А . И Чарльз Лайель.М, 1976г
-
Парамонов А . А Дарвинизм М, 1976. Ст 41-58.
-
История биологии с древнейших времен до наших дней М,1972.
-
Георгиевский А. А. Дарвинизм М,1985г.
-
Правдин Н.В. Дарвинизм М,1986
Достарыңызбен бөлісу: |