популяцияның генетикалық құрылымының өзгеруі – эволюцияның элементарлы құбылысы
1. Эволюцияның злементарлы құбылысы жайлы түсінік;
2. Популяциялардағы генетикалық-анатомиялық процестер (гендердің дрейфі);
3. Миграция.
Популяция түрдің бір бөлігі. Ол тағы, мәдени өсімдіктерде және үй жануарларында кездеседі. Популяция ретінде «таза күйінде» өсірілетін ауылшаруашылық малдарынын тұқымын келтіруге болады. Егер бір шаруашылықта малдың екі түрлі тұқымын бір-бірімен шағылыстырмай жеке өсірсе, онда екі тұқымдағы малдар екі популяцияға жатады. Мал шаруашылығында жеке табындары малдар, тұқым және туыстар да жатады. Әдетте популяция тұйық топ. Оған басқа жерден әкелмейді, оның ішінен әкетілмейді, сондықтан популяцияда жүп таңдау өз іщінде жүреді. Әрбір популяция өзінің белгілі генофондымен, яғни құрамына кіретін ген аллельдерінің жиынтығымен сипатталады.
Популяциямен қоса генетикада таза линия деген ұғым бар. Таза линия -бір атадан тараған жәпе оған генотипі жағынан өте ұқсас ұрпақтар. Малда оны «аталык із» деп атауға болады. Негізінде «таза линия» малда жоқ, ол өз бетімен тозаңданатын бір өсімдіктің ұрпақтары. Қолдан тозаңдырылатын өсімдіктерде таза линия алу үшін кемінде сегізінші ұрпаққа дейін қолдан өзді өзін тозаңдандыру керек. Таза линиялық популяциядан айырмашылығы толық гомозиготалығында. Осының себебінен онда сұрыптау жүргізілмейді, өйткені таза линияның өкілдерінің гендер құрамы бірдей.
Популяциялар эволюцияның қозғаушы үш факторы: тұқым қуалаушылық, өзгергіштік және сұрыптаудың өзара әрекеттесуі негізінде тіршілік жағдайларының әсерімен қалыптасады. Олардың құрылуы турді мекеннің накты жағдайларына «лайықтаудың» тәсілі болып табылады. Популяциялардың қалыптасу процестері мен олардың өскелең дамуы микроэволюция құрайды.
Тендер дрейфі.
Гендер дрейфі деп аллельдер жиілігінің кездейсок себептерге, мысалы, популяция санының аз болуына байланысты өзгеруін түсінеді. Популяцияның саны туралы жүйелі түсінікті популяция дарақтарының жалпы саны емес, келесі ұрпақты беретін дарақтар саны береді, келесі ұрпақтың генофондысына барлық популяция емес, шағылысатын даралар ғана үлесін қоса алады.
Полуляцияның әрбір келесі ұрпағыпың генофондысы олардың бастамасын берген ата-аналық ұрпағының іріктемесі болып саналады. Сондықтаң мутация, сұрыптау және миграцияның әсері болмағанның өзінде популяцияның генетикалық құрылымы іріктеме қателігі арқылы өзгеруі мүмкін. Мұндай өзтерістің ауытқуы іріктеме (популяциядағы өзара шағылысатын дарақтар саны) кеміген сайын арта түседі. Демек, тендер дрейфінің әсері шағын популяцияда жиі байқалады.
Айталық қайсыбір аллельдің жиілігі р=0,5-ке тең ата-аналық популяциядан 5000 ұрпақ алынатын болса, онда осы аллельдік кездейсоқ себептердің әсерінен (бұл аллельге сұрыптаудың әсері жоқ) ауытқуы 0,48-0,52 аралығынан аспайды. Егерде ата-аналық популяция аз болып, 50 ғана ұрпақ беретін болса, оңда аллельдің ұрпақтағы ауытқу жиілігі 0,30-0,70 аралығында болады.
Шағын популяцияда іріктеме қателігі күрт артады да ге жиілігі кең көлемде ауытқиды. Ақыр аяғынди бұл аллельдің түгелдей жойылуына (р=0) немесе геннің басқа аллелінің толық ығысуына (р=1) әкелуі мүмкін. Сондықтан тендер дрейфі шағын популяциялардың генофондысының калыптасуында үлкен рөл атқарады. 10 ғана дарақтан тұратын популяциядағы геп жиілігінің бірнеше ұрпақта өзгеруі көрсетілген.
Шағын популяция (п=10) гені жиілігінің ауытқуы
|
Ұрпақ қатары |
Байқалған дарақтар саны |
Ген жиілігі |
Күтілетін дарақтар саны |
|||||
|
Р |
4 |
4 |
2 |
0,60 |
0,40 |
3,6 |
4,8 |
1,6 |
|
F1 |
4 |
5 |
1 |
0,65 |
0,35 |
4,2 |
4,6 |
1,2 |
|
F2 |
5 |
5 |
0 |
0,75 |
0,25 |
5,6 |
3,8 |
0,6 |
|
F3 |
5 |
4 |
1 |
0,70 |
0,30 |
4,9 |
4,2 |
0,9 |
|
F4 |
6 |
3 |
1 |
0,75 |
0,25 |
5,6 |
3,8 |
0,6 |
|
F5 |
5 |
5 |
0 |
0,75 |
0,25 |
5,6 |
3,8 |
0,6 |
|
F6 |
6 |
4 |
0 |
0,80 |
0,20 |
6,4 |
3,2 |
0,4 |
|
F7 |
8 |
2 |
0 |
0,90 |
0,10 |
8,1 |
1,8 |
0,01
|
|
F8 |
9 |
1 |
0 |
0,95 |
0,05 |
9 |
1 |
|
|
F9 |
10 |
0 |
0 |
1,00 |
0,00 |
10 |
|
|
|
F10 |
10 |
0 |
0 |
1,00 |
0,00 |
10 |
|
|
Гендердің кездейсоқ дрейфі арқылы пайда болатын өзгеріс популяцияның бейімділігін едәуір деңгейде төмендететін болса, онда мұңдай популяция жойылып кетуі де мүмкін. Сондықтан кездейсоқ дрейф арқылы пайда болған барлық өзгерістер сақтала алмайды.
Гендер дрейфінің шегі болып бірнеше ғана даралардан тұратын жаңа популяциянын пайда болуы саналады. Мұндай популяция санаулы ғана даралардын иммиграциясы нәтижесінде пайда болды да, онда бастапқы популяцияның көптеген гендері жоғалып кетеді. Бұл процесс Э.Майрдің ұсынысы бойынша «негізін салушының әсері» деп аталады және ол эволюцияда маңызды рол атқаруы мүмкін. Әдетте тендер дрейфі популяцияның генетикалық өзгергіштігін азайтады. Шағын популяция ішіндегі ұзақ уақыт аралығыпдағы шағылысу гетерозиготалардың бөлігін азайтып, гомозиготалардың бөлігін көбейтеді. Мысалы, даңкер діни сектасы XVIII ғ. басында Германияда пайда болды, кейін олардың біразы АҚШ-тың шығыс бөлігіне қоныс аударды. Олардың кейбір қауымы өте аз; мысалы, Пенсильванияның онтүстігіндегі бір қауымда ересектердің саны 90-ға ғана тең болатын. Екінші жағынан данкерлер тек өзара некелесетіндіктен, оларда гендер дрейфінің әсері айқын байқалады. А кан тобының жиілігі Германия халқы мен америкалық немістерде 42%-45%-ке тең болса, пенсильвания данкерлерінде 60%-ке жетеді, ал В кан тобы болса, оларда жойылуға жақын (20%). МN қан тобы жүйесінің М аллелінің жиілігі ГФР және америкалық немістерде 54% болса, ал пенсильваниялык данкерлерде 65%-ке тең. Бұдан басқа пенсильваниялык данкерлер өздерінің ата тегі мен казіргі кездегі көрші популяциялардан құлақ сырғалығының формасы немесе шаш ерекшеліктері сиякты бірнеше белгілері бойынша айырмашылығы бар.
Инбридинг және оның әсерінен популяцияның генетикалық өзгеруі
Гарди-Вайнберг заңы егер популяцияда кездейсоқ шағылысу болса ғана сақталатынын біз білеміз. Кездейсоқ емес шағылысу яғни белгілі генотиптері (ұқсас немесе әр түрлі) бар даралардың жиі шағылысуы ассортативті шағылыстыру деп аталады. Осыдан шағылыстырудың ерекше бір түрі инбридинг. Инбридинг деп өзара туыс даралардың шағылысуын түсінеді. Инбридингті бағалы немесе адамның мақсатына сәйкес белгілерді сақтау және олардың таралуы үшін жиі пайдаланады. Инбридинг, әсіресе мысық және итті өсіруде жиі қолданылады. Мал шаруашылығында инбридинг әдісін қолдану нәтижесінде өнімділігі жоғары бірнеше мал тұқымдары шығарылды. Туыс малдарды тиімді жұп таңдау арқылы асыл тұқымды малды алу селекция жұмысында жиі кездеседі.
Туыс даралар генотипі бойынша туыс еместерге қарағаңда өзара ұксастау болғандықтан, инбридинг аллельдер жиілігінен өзгертпесе де кездейсоқ шағылысуда күтілетін генотиптердің теориялық жиілігімен салыстырғанда гомозиготалардың жиілігін көбейтіп, гетерозиготалардын жиілігін азайтады .
Генофонд жөнінде ұғым. Табиғи мутациялық процестің және сұрыптаудың нәтижесінде әрбір популяция өзіне тән нәсілдік қасиеттерімен, хромосома құрылымымен сипатталады. Осы тұқым қуатын бірліктердің (гендердің) популяциядағы жиынтығын А.С.Серебровский генофонд деп атады. «Генофонд» деген теориялық қана емес практикалық маңызы бар ұғым.
Малдың әрбір тұқымы басқа тұқымдардан ең бірінші генофонды арқылы ерекшеленеді. Әр тұқымның өнім дәрежелері, сыртқы пішіні, физиологиялық ерекшеліктері және анатомиялық құрылысы осы тендер жиынтығымен анықталады. Егер тұқымның генофондында бағады нәсілдік бастама болмаса немесе құнды тендер шоғыры өте аз болса, онда бұл тұқымды қажетті бағытта жетілдіру оте қиынға түседі. Мысалы, сүттілігі, сырт пішіні және салмағы өте жақсы қара ала тұқымды сиырлардың сүті өте сұйық, жоғары майлылығы сирек болады. Ал осы белгі бойынша тұқымды жақсарту үшін сүт майлылығы жоғары басқа тұқыммен шағылыстыру керек. Бұл жұмыс зоотехникті көп ойландырады, себебі жаңа тұқым шығару үшін қажетті бастапқы материалды (тұқымдас) дұрыс алу қажет.
Популяция құрылымына туыстас шағылысудың ықпалы (Инбридинг) (ағылш. «ин» ішінде, «бридинг» өсіру). Өздігінен ұрықтанатын организмдер популяциясына қолдануга Гарди-Вайнбергтің формулалары әрине жарамсыз. Ондай ұрыктанудың (тозаңданудың) немесе туыстас шағылысудың (инбридингтің) генетикалық мәні, В.Иоганнсен көрсеткендей популяцияны генотиптері әр түрлі линияларға ажырату. Бұл кезде гетерозиготалы тендер гомозиготалы қалыпқа ауысады.
Сонымен жоғарыда келтірілген мәліметтерден популяцияда болған жаңа рецессивті мутацияның таралуы үшін жалғыз процестің өзі жеткілікті болмайтынына көз жеткізуге болады.
Спонтандық мутагенез оте сирек құбылыс, оның негізгі факторлары болып әр түрлі радиациялық сәулелер, температура және белгілі химиялық орта саналады. Қазіргі кезде мутациялық процестің популяцияға әсері адамның әрекетінен пайда болатын жасанды мутация арқылы күшейе түсуде. Мысалы антропогендік табиғаты бар ионданушы сәулелер популяцияда жана аллельдердің пайда болуына әкеледі және де сол арқылы селекциялык артықшылығы бар мутантты тендер жиілігін көтереді.
Миграция.
Миграция немесе гендер ағыны деп бір популяция дарақтарының екінші популяцияға еніп, ондағы дарақтармен шағылысуын түсінеді. Гендер ағыны түгел түрдің аллельдер жиілігін өзгерте алмайды, алайда, бұл жиілік жергілікті популяцияда өзгеруі мүмкін, егер кірме және жергілікті дарақтардың аллельдер жиілігі әр түрлі болса.
Популяция гені жиілігінің өзгеру дәрежесінің екінші себебі иммиграция жылдамдығына байланысты. Ген ағынының жылдамдығы (m) 0-ден 1-ге дейін ауытқиды. Егер m — 0 болса, онда ол иммиграциялық аллельдің жоқ екенін, ал m — 1 болса, онда ол жергілікті популяция аллелінің бір ұрпақ аралығында иммиграциялық аллельге толық ауысқанын білдіреді. Ген ағынының жылдамдығын мына формула арқылы анықтайды:
Тақырып: «Тұқым қуалаушылық, оның формалары және эволюциялық маңызы»
1. Тұқым қуалаушылықтың формалары;
2. Мутациялық өзгергіштіктер;
3. Гендердің фенотиптік көріну ерекшеліктері;
4. Мутациялық үрдістің эволюциялық мәні.
Өзгергіштік құбылысының табиғатын зерттеу кезінде Ч.Дарвин тірі ағзалардың тарихи дамуында немесе олардың филогенездік дамуында тек ұрпақтан ұрпаққа берілетін өзгергіштіктердің ғана эволюциялық маңызы бар екеніне көңіл аударды. Мұндай өзгергіштікті тұқым қуалаушы езгергіштіктер деп атайды. Бұл проблемаға көптеген ғалымдар өз еңбектерін арнады. Дегенмен, проблеманың басты сұрақтары тек генетика ғылымының жетік деңгейде дамуынан кейін ғана шешілді.
Алғашқы систематикада тұқым қуалаушылық қасиеттерін қарапайым және күрделі деп топтарға бөлді. Қарапайым деп вегетативтік көбеюдегі қасиеттердің ұрпақтан ұрпаққа берілуін атаса, күрделі деп партеногенездік және жыныстық жолмен кебеюдегі тұқым қуалаушылықты айтады. Тұқым қуалаушылықтың басты мәселелері генетиканың дамуымен шешілді. Оның ішкі механизмі, рецессивтік, доминанттық және де басқа күрделі генетикалық үрдістердің әсерлері зерттелді. Т.Морган өзінің хромосомалық теориясын құрды. Сонымен, тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі анықталды.
Эволюциялық жаңару үрдісі, жоғарыда айтылғандай, тұқым қуалаушылық аппаратының қайта құрылуын талап етеді. Ол қайта құрылуды редупликация деп атайды. Редупликация жасушаның бөліну кезінде немесе оданда бұрын әртүрлі химиялық, физикалық факторлардың әсерінен болады. Мутация кезінде хромосоманың ішкі құрылысында нүктелік немесе хромосомалардың ажырасу кезінде қалыпты жағдайдан ауытқулар жүреді. Олардың түрлері мен пайда болу жолдары өте көп және табиғатта алдын ала болжау мүмкін емес. Табиғи себептерден болатын мутацияны спонтанды деп атайды.
Тірі ағзалар үнемі көбейіп және ұрпақ жаңартып отырады. Бұл кезде олардың қайталануы тұқым қуалаушылық қасиетімен тұрақтанған түрде іске асады. Мутациялық өзгерістер мұндай жағдайда қоршаған ортаның үнемі өзгерісіне орай жиі жүріп отырады. Мутациялық өзгергіштік табиғи сұрыптауға ұшыратса, ол ағзалардың эволюциялық өзгеруіне соқтырады. Сондықтан, белгілі генетик Тимофеев Ресовскийдің айтуы бойынша, эволюциялық даму тірі ағзалардың басты қасиеттерінің бірі болып табылады. Мутациялық факторлар мен өзгерістердің арасында адекватты тәуелділік жоқ. Бұл жаңа пайда болатын мутациялық өзгерістер қоршаған ортаның өзгерісіне бейімді түрде пайда болмайды. Олар тек факторлардың әсерінен пайда болады. Олардың ішінде сол өзгерістік жағдайға бейімділері ғана өміршең, ал қалғандары пайдасыз болып табылады. Мутацияның өзіндік бағытты бейімдеушілік қасиеті жоқ. Ол тек өзгеріс тудыратын фактордың әсері. Бірақ, бұл өзгеріс сол түр ішіндегі особтардың бірыңғайлығына орай қайталанымды болады. Ол факторды қайталаған кезде, сол туатын өзгерістіде бірнеше рет қайталауға болады. Бұдан, әр генетикалық тип белгілі мутациялық фактордың әсерінен белгілі спектрдегі езгергіштікке ұшырайтыны туралы қорытынды шығаруға болады.
Мутациялар геномдық, гендік және хромосомдық болып ажыратылады. Геномдық мутациялардың нәтижесінде ағзаның хромосомалық жиынтығының саны өзгереді. Онда, азаюы немесе көбеюі мүмкін. Хромосомалар жиынтығының еселенуін полиплоидия деп атайды. Ал жеке хромосомалардың қосылуы арқылы санның өзгеруін анеуплоидия немесе гетероплоидия деп атайды. Полиплоидия автополиплоидия және аллополиплоидия деп екіге болінеді. Автополиплоидия ағзаның алғашқы геномының еселенуі арқылы болатын геномдық өзгергіштік. Бұл кезде бір ағзада алғашқы хромосоманың 4 гомологтық хромосомасы болады. Сондықтан, олар генетикалық тұқым қуалау кезінде барлық жасушалық болінулерде еш өзгеріссіз жүреді. Бұл құбылысты өсімдіктер әлемінде жиі кездестіруге олады. Мысалы, тетраплоидты, пентаплоидты, гексаплоидты өсімдіктер (қызылша, қара бидай) ж.т.с.с. қазіргі замандағы селекциялық ізденістерде өсімдіктердің түсімін және өнімділігін арттыру үшін плоидтық формаларды жиі пайдаланады. Колхицин химиялық затының әсерімен көптеген плоидты формалар алынуда.
Аллоплоидты ағзалар зара алшақ түрлер мен туыстарды будандастыру кезінде алады. Олар өзара тығыз генетикалық ұқсастықта болмағандықтан, олардың гомологтық хромосомалары жоқ, жасушаның мейоздық болінуі кезіндегі редукциялық өзгерістерде олар бұзылуға ұшырайды. Оның себебінен ұрпақ өміршеңдігін жоғалтады. Сөйтіп, аллоплоидтық формалар эволюциялық түрлену үрдісіне көп үлес қоса алмайды. Олардың жетік түрде сирек пайдаланылып жүргені туралы мысалдарды табуға болады. Мұндай ролді олар, жоғарыда айтылғандай, тек партеногенездік жолмен көбею кезінде ғана атқара алады.
Хромосомалық мутацияда жаңа пішіндердің пайда болуына үлесі бар. Бұл кезде бір немесе бірнеше хромосомаларда локальді түрде өзгерістерге ұшырайды, ондағы гендердің орналасу реттілігі өзгереді. Хромосомалық мутацияның бірнеше типтері белгілі: 1) транслокация — екі гомолотық емес хромосомалардың озара бөліктерімен алмасуынан туады; 2) делеция хромосома озінің бір болігін жоғалтқан жағдайда туады; 3) инверсия хромосоманың бір бөлігі өз өсінің айналасында 180 градусқа аударылып кетуден туады; 4) дупликация — хромосоманың белгілі бір бөлігі еселеніп кетуден туады; 5) инсерция хромосоманың ішіндегі гендердің орын алмасуынан туады. Бұл аталған мутациялардың ішінде өзгергіштік қасиеттерді көбейтуде аса маңызды болып дупликация саналады. Генетикалық материалдың көбеюі эволюциялық үрдістегі түрдің жүйелік тұрғысын нығайтады.
Гендік мутация кезінде геннің құрылымдық бөліктерінде өзгерістер туады. ДНК-дағы пуриндік немесе пиримидиндік азоттық негіздердің реттілігі өзгереді. Мутация құрылымдық гендерде болса, онда генетикалық ақпаратта оқудың бұзылуы арқылы ағзадағы полипептидтік тізбектердің құрамындағы амин қышқылдарының реттілігі өзгереді. Ендеше ақуыздардың жаңа түрлері синтезделеді. Ал регуляторлық гендерде болған мутацияның нәтижесінде активті және репрессивті құрылымдық гендердің қатынасы өзгереді. Бұл әртүрлі соматикалық жасушаларда синтезделетін ақуыздық кешендердің өзгеруіне соқтырады деген сөз.
Қорытындылап айтқанда, мутациялық өзгерістер түр ішіндегі анықталмаған өзгергіштіктерді тудыратын басты себеп болып саналады. Ендеше, бұл себептер эволюциялық дамудың қозғалтқыш күштерінің бірі.
Мутациялық өзгергіштіктер қоршаған ортаның әсеріне адекватты емес. Сондықтан, олардың фенотиптік көрінуі түрдің немесе популяцияның қалыптасқан бейімділік қалін өзгертеді. Ол озгеріс кобінесс, бейімділікті нашарлатуға бағытталған. Басқа сөзбен айтқанда, мутациялық — өзгерістер өзінің тез арада фенотиптік көрінуі жағынан зиянды құбылыс болып саналады. Мутациялық әсер фенотипте көп көрінген сайын оның зиянды әсері де көбейе береді. Сондықтан, эволюциялық пайдалы өзгерістері бар пішіндер болып фенотиптік көрінісі аз кіші мутациялар саналады. Гаплоидты ағзаларда мутациялық өзгерістер фенотиптік қалде лезде байқалып өз бейімділіктері бойынша өмір үшін күреске қатысады. Сондықтан, гаплоидиялық мутация эволюциялық өзгерістерге көп үлес қосады. Мысалы төменгі сатыдағы ағзаларда геном гаплоидты болғандықтан, олардағы мутациялық өзгеріске ұшыраған ағзардың басым бөлігі бір ұрпақ көлемінде бейімсіздіктің салдарынан жойылып отырады. Ұрпақ жалғастыруға тек бейімді особтары ғана қатысады. Ол түрдің сақталуына айтарлықтай әсер етпейді. Сұрыптаудың әсері келесі ұрпақта бірден және түбегейлі жүреді. Сондықтан, олардың көбею және таралу мөлшері айтарлықтай көп болады. Бұл ерекшеліктер олардың тез арада жаңа нәсілдік пішіндерге ауысуына жағдай жасайды. Мысалы, бактерияларда, немесе вирустарда әр жаңа сезонда жаңа нәсілдік немесе түрдің пайда болуы әбден мүмкін.
Жоғарғы сатыдағы ағзалардың геномында екі гомологтық хромосомалар болады. Олардың онтогенездік циклы да ұзаққа созылады. Сондықтан, олар мұндай өзгерістерді үшін оптималды жағдайда жүргізуге бейімделген. Жаңа белгіні қадалайтын тендер сол хромосомаларда аллелді түрде болады. Ондағы өзгергіштік кезде фенотипте көріне қоймайды. Олар доминантты, рецессивті немесе аралық түрде болуы мүмкін. Сондықтап, жаңа белгі келесі ұрпақта көрініп түбегейлі сұрыптауға түспейді. Олар жасырынды түрде жалпы популяциялық генофондта жинақталуы мүмкін. Оларға сұрыптау тек гомозиготтық рекомбинацияда көрінген кезінде ғана әсер етеді. Мутациялық рекомбинанттардың доминантты түрлері бірден фенотиптік қалде көрінген кезде олардың тіршілігін жалғастыруына қатер төнеді. Олардың көпшілігі бірден сұрыптау әсеріне ұшырап популяциядан шығарылып отырады. Сондықтан, ары қарай жалғасуға және өзгергіштік қаситетердің себебі болуға рецессивті мутациялық өзгерістердің мүмкіншіліктері әлде қайда жоғары.
Мутациялық өзгергіштіктердің фенотиптік көрінісі ғана сұрыптауға ұшырасады. Сұрыптау бұл кезде қоршаған ортаның әсерлік диапазонына сәйкес қалыпты реакциясы бар генотиптердің ғана бейімделуіне жағдай жасайды.
Мутациялық өзгергіштіктер бағытталмаған, кездейсоқтық күйде іске асады. Түр табиғатта идеалды түрдегі бірыңғайлылықта болмайды. Оның қоршаған ортаның өзгеруіне бейімділігін арттыру үшін белгілі дәрежеде өзгергішті қасиетінің қорлық жиынтығы болуы қажетті шарт. Ол қорлық жиынтық спонтандық кіші көлемді мутацияның нәтижесінде пайда болып популяцияның генофондына жиналады. Гендердің әртүрлі аллелдері жыныстық көбеюдегі кроссинговерлік алмасуда, жеке генотиптерде, сан қилы комбинациялар түзеді. Осының нәтижесінде түрдің комбинативтік өзгергіштігі пайда болады. Бұл комбинативтік өзгергіштіктен пайда болған фенотиптер сұрыптаудың әсеріне ұшырасады. Кез келген түрдің генофонды комбинативтік өзгергіштіктің белгілі қорына ие болады. Ол қор мутациялық өзгергіштіктің нәтижесінде толықтырылып отырады. Мутациялық өзгергіштік эволюциялық дамудың басты құралы болып табылатын комбинативтік өзгергіштіктің бастапқы материалы болып саналады.
Тақырып: «Ағза мен қоршаған ортаның бірлестігі»
1. Биосфера туралы ұғым;
2. Абиотикалық факторлар және олардың ағзаларға әсері;
3. Биотикалық факторлардың әсерлесуі;
4. Түраралық қатынастардың түрлері;
5. Ағзалардың ортаға таңдаулы қатынасы;
6. Ағзалардың ортаға әсері.
Тір дүниедегі барлық ағза түрлері бір-бірімен тығыз байланысты болады. Әр ағза өзінің онтогенездік даму кезеңдерінде көптеген қоршаған ортаның әсерлеріне ұшырайды.
Сонымен қатар, ол ағзаларда сол ортаға өз әсерлерін көрсетеді. Кейде ол жердегі басты параметрлерді айтарлықтай өзгерістерге де ұшыратады. Сондықтан, ағза мен қоршаған ортаның қарым-қатынасын күрделі және өзара байланысты бірлестік ретінде алып қарау керек.
Жер ғаламшарын мекендеген тірі ағзалардың жиынтықты бірлестігін биосфера деп атайды. Жер шарының белгілі үш қабаты бар. Газдық қабаты -атмосфера, сұйықтық қабат — гидросфера, қатты қабат — литосфера. В.И.Вернадскийдің айтуы бойынша, биосфера деп жердің температурасы — 50 дек +50-ге дейін айырмашылықта болатын термодинамикалық қабатын атайды.
Биосфераның жасы жер бетіндегі тірі ағзалардың пайда болғаннан бергі уақыт болып есептеледі. Оның таралу биіктігі теңіз бетінен 6000 м жетеді және оған аталған үш қабатта кіреді. Ең жоғары азондық қабаттан кейін тіршілік болу екі талай. Өйткені, күн сәулесінің құрамындағы ультракүлгін сәулелер ешқандай ағзаларға тіршілік мүмкіншілігін бермейді. Содан, ең биіктегі тіршілк пішінің (бактериялардың) болуы 10-15 км арасында. Бірақ, микроорганизмдердің ауадағы массасы 50-70 м биіктікте ғана болады. Сол сияқты, тіршілк пішіндері литосферада да аз кездеседі. Онда көбінесе, анаэробты микроорганизмдер ғана кездесуі мүмкін кейде, мұнайды қабаттарда 2-3 км тереңдіктерде микроорганизмдер табылған. Сондықтан, тіршілік түрлерінің басым көпшілігі жердің үстіңгі қабатында мекендейді.
Абиотикалық факторлар деп бейорганикалық дүниенің әсерін атайды. Бейорганикалық факторлар жер бетінің әр географиялық зоналарында және тереңдіктері мен биіктіктерінде әрқилы әсер көрсетеді және өз параметрлерін өзгерткіш келеді. Сонымен қатар, бір фактордың өзі көптеген ағзаларға әр түрлі әсер етеді. Мысалы, өмір үшін температуралық шекараны анықтап көрелік. Сүтқоректілер үшін 36-39 градус оптималды болып саналса, омыртқасыздар үшін 38 градус өмірмен сиыспайды.
Жер бетіндегі темпертауралық режим оның әртүрлі зоналарында және жылдық мезгілге байланысты +50 ден -60 градустық амплитуда арасында өзгеріп отырады. Бұл жағдай ағзалардың даму және таралу үрдісіне айтарлықтай әсер етеді.
Температуралық әсерден басқа, айтарлықтай абиотикалық фактор ылғалдылық.
Тағы бір маңызды абиотикалық фактор — жарық. Көптеген ағзалар орташа жарық мөлшерінде өмір сүруге бейімделген. Ал, жер астындағы, үңгірлердегі және терең су астындағы ағзалар жарықсыз омір кешуге үйренген.
Бейорганикалық фактордың химиялық құрамыда кептеген өзгергіштіктерге ұшырағыш келеді. Бірінші, оның қышқылдық ортасы өзгереді. Ол ағзалардың төзімділігі бойынша іріктелуіне ықпал жасайды.
Органикалық табиғаттың ағзаға етер әсерін биотикалық деп атайды. Биотикалық және абиотикалық факторлардың әсерлесуінің нәтижесінде қазіргі заманда белгілі ағзалар түрлері тарихи қалыптасты. Барлық ағзалар бір-бірімен
байланыстар қалыптастыру арқылы ценоздық қарым-қатынастарда болады. Бұл кезде ценозды құрайтын ағзалар бір-біріне кедергі болмай жергілікті жағдайдың резервтерін тиімді пайдалануға бейімделеді. Ал, олардың өзара келісімділігі бұзылған кезде өмір үшін күрестің ең қатаң түрі байқалады. Ол орынды табиғи күшті және жергілікті жағдайға жақсы бейімделген түр басады.
Осындай заңдылықтардың әсерінен табиғатта зоналық өсімдіктер мен жануарлар әлемінің таралу заңдылығы орныққан. Ассоциация деп өсімдік түрлеріні оте майда, бірақ айқын көріністегі физиономиялық бірлікті атайды. Ал, ондай ассоциацияның белгілі жануарлардың түрлерімен толығуын биотоп деп атайды. Биототы құрайтын барлық ағзалардың жиынтығын биоценоз деп атайды.
Биоценозды құрайтын ағзалардың барлығы бір-бірімен тығыз байланыста болады. Өйткені, олар бір-біріне алдыңғы ықпалды жағдай немесе тікелей өмір үшін қажетті зат болып табылады. Мұндай қарым-қатынас әр жеке ағзалар немесе түр аралық жағдайда қалыптасады.Ондай қатынастардың түрлері көп.
Ағзалар бірін-бірі жеп өмір сүру қатынасында болады. Бұл кезде «жыртқыш-жемтік» деген жүйе пайда болады. Ондағы қарым-қатынас екі түргеде пайдалы. Бірінші жағдайда жыртқыш өзінің өмірін жалғастырады. Ал, екінші түр үшін бұл санитарлық қызмет болып табылады. Ол түрдің ең ауру немесе бейімсіз особтары жойылып популяция эволюциялық ілгерілеуге ұшырап отырады.
Паразитизмніц қатынаста ағзалардың немесе түрлердің тығыз байланыстығынан шығады. Паразиттік ағза өзінің егелік ағзасының қоректік заттарын пайдалану арқылы дамып көбейіп отырады. Оның факультативті және облигатты түрлері бар. Факультативті паразиттер жөні келген кезде паразиттік, ал жөні келмеген кезде сапрофит немесе автотрофты өмір кешуге бейімді.
Түр аралық бәсекелестік бір түрдің екінші түрге немесе олардың особтарының арасындағы күн көруге кедергі жасау әрекеттерін атайды. Мұндай бәсекелестік өзара қоректік заттары бірдей ағзалар мен түрлердің арасында қатты байқалады.
Өсімдіктер әлемінде бәсекелестік әсіресе тамыр жүйесінің даму дәрежесіне байланысты жүреді. Өйткені, тамыр жүйесі жақсы дамыған өсімдіктер нашар дамыған түрлерді қоректік заттардан, ылғал мөлшерінен және минералдық заттардан кемсітеді.
Квартиранттың (тұрғындық) қатынас. Бір түрдің ұясында бір-біріне зиян келтірмей бірнеше түрлер өкілдерінің бейбіт өмір кешеді. Сол сияқты, бір түрдің өмір сүретін аймағында немесе тікелей қасында екінші түрдің комменсалиялық өмір сүруі мүмкін. Олар бір-біріне зиянсыз, бірінің қалдықтарымен екіншісі қоректеніп өмір сүреді.
Өмір сүрудің түраралық қатынасының кең таралған түрі болып симбиоз саналады. Бұл кезде, екі түр бір-біріне қолайлы жағдай туғызу арқылы бірігіп өмір сүреді.