1. Тіршілік үшін күрес;
2. Түр туралы түсінік;
3. Популяция туралы түсінік;
4. Морфологиялық процесс;
5. Табиғи сұрыптау түрлері
Әрбір түр популяциясының (тарқалымының) құрамы тұқымқуалаушылық өзгермелілік процесінің арқасында генетикалық жағынан біркелкі болмайды. Бұл әртүрлілік арқылы особтардың, оның кейінгі ұрпақтары ортасының нақты жағдайына бірдей бейімделе алмауынан келіп шығады.
Өмір сүру үшін күрес жағдайда көбірек бейімделген особтардың өмірін жалғастыруға мүмкіншілігі көп болады да, олар көбінесе тұқымды көп таратады. Осының арқасында бейімделген тұқымқуалаушылық өзгерістер тұқымнан-тұқымға көбейе береді де, олардың иелері тарқалым особтарының арасында басымдыққа ие болады. Тұқымқуалаушылық, өзгермелілік және табиғи сұрыптау, яғни көбірек бейімделгендердің ұрпақтар бойы көбірек сақталатындығы, биологиялық эволюция процесінің қарапайым факторлары болып саналады. Табиғи сұрыпталу оның бағыттылығын, бейімделулілік сипатын анықтайды. Кеңестік пен уақытта өзгеруші биогеноценоздарда, әртүрлі түр тарқалымдарының географиялық, экологиялық және генетикалық оқшаулануымен күшейтілген тұқымқуалаушылық өзгерістерді табиғи сұрыптаудың нәтижесінде ерекше сапалы жаңа түрдің келіп шығуын тудыратын, дивергенция (ажырау) процесі өтеді.
Биологиялық эволюцияға, оның бейімделушілік сипаттамасына және де түрлердің, одан да жоғарырақ деңгейдегі жүйелерді сапа ерекшеліктеріне ықпал жасайтын факторларды Дарвин сұрыптау механизімін теориялық тұрғыдан талдау және алынған нәтижелерді жабайы табиғатта өсетін процестерге экстраполяциялау барысында ашқан болатын. Сөйтіп, сұрыптау Дарвинге табғи сұрыптаудың моделі қызметін атқарды.
Мәдени өсімдіктер мен үй жануарларының жаңа сорттары мен тұқымдарын жасаған кездегі бағытталған түр пайда болу процессінің негізінде Дарвиннің көрсетуі бойынша мыңа төмендегі үш фактор жатады: тұқымқуалаушылық, өзгергіштік, яғни адамның қажетіне көбірек жауап беретін особьтар мен олардың басқа да түрлерін сақтап қалу және көбейту. Сұрыптаудың жабайы табиғаттағы аналогі табиғи сұрыптау, яғни көбірек бейімделген особьтардың сақталуы және олардың тұқымдарының өсіп көбеюіндегі басымдылығы. Табиғи сұрыпталудың оның селекциялық кезінің келіп шығу себептерін Дарвин кез-келген особьтардың арасында кездесетін тіршілік үшін күрес деп білді. Эволюцияның бейімділік сипаттамасын тек табиғи сұрыптау ғана қамтамасыз етеді, себебі оның механизмінің әрекеті көбірек бейімделгендердің сақталып қалуына бағытталған. Ал эволюцияның қалған екі факторларына келсек (тұқымқуалаушылық, өзгергіштік) бұлар да тірі форманың барлығына бірдей тән.
Морфофизиологиялық процесс – бұл тірі формалардың эволюция барысында ұйымдасуының күрделенуі, ол морфофизиологиялық процесс басымдық беретін орта жағдайының биотикалық және абиотикалық күрделену жағдайындағы табиғи сұрыптаудың нәтижесі. Сөйтіп, оның себебі текке қандай да бір сұрыптау емес, ол белгілі бір жағдайда өтетін сұрыптау. Органикалық формалардың тарихи дамуының негізгі бағыты есебіндегі морфофизиологиялық процесс – бұл өмірдің пайда болуынан бастап, тірі табиғаттың тарихи дамуының ең жоғарғы кезеңі болып есептеленетін, адамның қалыптасуына дейінгі биологиялық эволюцияның заңды ерекшелігі.
4. Онтогенетикалық ескіру және жаңару
немесе Кренке заңы
1. Жаңару процесінің негізгі көріністері;
2. Жаңалану процесі;
3. Хронобиология;
4. Биологиялық және физикалық уақыт;
5. Тірі жүйенің мерзімдік сипаттамасы.
Кез-келген ағза өмірінің шегі бар. өмірінің ұзақтығы оның тұқымқуалаушылығы мен өмір сүру жағдайына байланысты. Ағзаның өзінің табиғи өніміне, жеке өмір сүруін тоқтауға қарай алға басқан қозғалысы оның қартаюының, яғни әлсіреуі мен өміршеңдігінің өшуіне байланысты.
Жеке тұлғаның (индивидтің) өмірімен салыстырғанда түрлердің өмірі уақыт мерзімі мен потенциалды шектелмеген, және ол өзіне қолайлы жағдайдың өзгерусіз сақталған кезінде, қанша ұзақ уақыт болса да өмір сүре алады. Түрлер өмірінің үздіксіздігі особьтардың ұдайы өсуін қамтамасыз етеді. Қайта жасауға ұмтылған ілгерілемелі қозғалыс, қайта жасауды қамтамасыз ететін процестер жеке ағзанын дамуының маңызды түрін құрайды.
Жеке дамудың бұл жағы ағзада өтетін жаңару процесімен байланысты. Жаңару процесінің негізгі көріністері — бұл тірі заттың жаңа пайда болуы, жасушаның бөлінуі, морфогенез, регенерация (қалпына келу) процестері, ұрықтану. Жаңалану процесі — қартаю (ескіру) процесіне қарама — қарсы. Бұл процестердің қарама-қайшылық тұтастығы ағзаның жеке дамуының негізін құрайды. Жас қисық сызығының жоғары бағытталған бұтағында жаңалық басым болса, төмен бағытталғанында — ескіру басым болады.
Ортаның әртүрлі формалары жаңалануға мүмкіндік туғызуы, яғни кедергі жасауы мүмкін. Сондықтан да жеке ағзаның дамуы оның күнтізбелік және физиологиялық жасымен сәйкес келмейтін көрініске ие. Көпжылдық ағзаның жасушалар, ұлпалары мен мүшелерінің жастары бір-бірінен өзгеше болуы мүмкін және оған ағзаның пайда болған кезінен бергі жалпы жасы қосылады. әртүрлі жастылық әсіресе өсімдіктердің орталық мүшелерінде (ағзаларында) анық байкалады.
Бұл ағзалардың жастық өзгерістері ескіру мен жаңарудың байланысын бейнелейтін заңды сипаттамалы морфологиялық, физиологиялық және биохимиялық өзгерістерде көрініс табады. Бұл сәйкес жас белгілерінің арқасында ағзаның бұрыңғы даму жағдайын анықтауға, алдыңғы сатысында оның тез жетілетіндігін және де ескіру мен жаңаланудың қарқынына байланысты болған басқа да тұқымқуалаушылық ерекшеліктерін болжауға мүмкіндік береді.
Онтогенетикалық ескіру және жаңару заңы ботаник Н.П.Кренкенің (1892-1939) өсімдіктердің циклдық ескіру және жаңалану теориясынын негізгі жағдайлары, жалпы биологиялық тұжырымдау болып табылады.
Кренке анықтаған өсімдіктердің жастық өзгермелілік заңдылығы дамуды ескірудің өлетіндігін және жаңаның пайда болуынын үздіксіз деп түсіну арқылы түсіндіріледі. Ескірудің барлығы туралы 200-ден астам теориялар бар. Олардың көбісі тек тарихи маңызға ие. Мысалы: ескіруді өзін-өзі уландыру, немесе ферменттер мен басқа заттар қорын тауысуға келтірілген. Қазіргі кезде ескірудің негізінде молекулярлық механизмдер жатыр деген теория кең тараған. Бұл теория, организмнің өз өліміне қарай үдемелі қозғалыс процесінде ДНҚ-ның деструкциялануы (біртұтастығының бұзылуы). Соған қарамастан Кренкенің теориясына сүйенген жоғарыда келтірілген заңға сәйкес ескіру процесі жаңалану процесімен тығыз байланысты. Сондықтан да онтогенездегі ДНҚ-ның біртұтастығының бұзылу процесіне соған сәйкес ДНК-ның қалпына келуіне (репарация) қарсы тұруы керек.
Онтогенетикалық ескіру мен жаңару заңының жалпы биологиялық сипаттамасы мынандай қорытынды жасауға алып келеді: қайта қалпына келетін ферменттердің әсерінен ДНҚ-ның бұрынғы күйіне келуі — бұл жеке құбылыс емес. Ол ағзаның жаңару процесіне себеп болғандықтан, сонымен бірге ескіруді тежейтіндіктен жеке даму барысындағы оның маңызы өте зор.
Онтогенетикалық ескіру мен жаңару заңы индивид өмірінің ұзақтығын көрсететін уақыт түсінігінің биологиялық ең маңызды тұстарының бірін ашады. Қазіргі заман биологиясындағы уақыт түсінігінің маңызы физикадағыдан кем емес. Тірі табиғаттағы молекулярлық немесе жасушалық, жеке мүше, жеке тұлға, популяция (тарқалым), биогеоценоз тіпті бүкіл биосфера деңгейіндегі биохимиялық реакциялар, жүйке қозуының берілуі, жүрек жұмысы ырғағының, жеке дамудың кезеңдері мен сатылары, биоценоздың алмасуы, эволюция кезеңдері, яғни жүріп жатқан кез-келген процесс белгілі бір мерзімнін ұзақтығымен сипатталады. Тірі жүйенің мерзімдік сипаттамасы тірі объектілердің тұқым қуалаушылық ерекшеліктерімен және сыртқы жағдайға байланысты болған биоритмдерде де (биоырғақтарда) көрініс табады. Биологияның объектілер мен процестердің уақыттың сипаттамасы бұл маңызды мөлшерлі белгі. Оның хронобиология зерттейді. Органикалық дүниенің даму кезеңдерінің ескілігі мен ұзақтығын биология мен геология ғылымдарының тоғысқан тұсындағы геохронология анықтайды.
Хронобиологияның қалыптасуында ССРО ғылым Академиясының 1931 жылдың ақырындағы жалпы жиналысында В.И.Вернадскийдің жасаған «Қазіргі заман ғылымындағы заң» атты баяндамасының орны ерекше Вернадский уақыт проблемасын дәстүрлі физика шекарасынан тысқа шығара отырып, оның геология, биология және басқа ғылым облыстарына да нақты қатынасы бар кем философиялық және жаратылыстанушылық проблема ретінде көрсетті.
Табиғи сұрыптау немесе Дарвин заңы
1. Тіршілік үшін күрес;
2. Түр туралы түсінік;
3. Популяция туралы түсінік;
4. Морфологиялық процесс;
5. Табиғи сұрыптау түрлері
Әрбір түр популяциясының (тарқалымының) құрамы тұқымқуалаушылық өзгермелілік процесінің арқасында генетикалық жағынан біркелкі болмайды. Бұл әртүрлілік арқылы особтардың, оның кейінгі ұрпақтары ортасының нақты жағдайына бірдей бейімделе алмауынан келіп шығады.
Өмір сүру үшін күрес жағдайда көбірек бейімделген особтардың өмірін жалғастыруға мүмкіншілігі көп болады да, олар көбінесе тұқымды көп таратады. Осының арқасында бейімделген тұқымқуалаушылық өзгерістер тұқымнан-тұқымға көбейе береді де, олардың иелері тарқалым особтарының арасында басымдыққа ие болады. Тұқымқуалаушылық, өзгермелілік және табиғи сұрыптау, яғни көбірек бейімделгендердің ұрпақтар бойы көбірек сақталатындығы, биологиялық эволюция процесінің қарапайым факторлары болып саналады. Табиғи сұрыпталу оның бағыттылығын, бейімделулілік сипатын анықтайды. Кеңестік пен уақытта өзгеруші биогеноценоздарда, әртүрлі түр тарқалымдарының географиялық, экологиялық және генетикалық оқшаулануымен күшейтілген тұқымқуалаушылық өзгерістерді табиғи сұрыптаудың нәтижесінде ерекше сапалы жаңа түрдің келіп шығуын тудыратын, дивергенция (ажырау) процесі өтеді.
Биологиялық эволюцияға, оның бейімделушілік сипаттамасына және де түрлердің, одан да жоғарырақ деңгейдегі жүйелерді сапа ерекшеліктеріне ықпал жасайтын факторларды Дарвин сұрыптау механизімін теориялық тұрғыдан талдау және алынған нәтижелерді жабайы табиғатта өсетін процестерге экстраполяциялау барысында ашқан болатын. Сөйтіп, сұрыптау Дарвинге табғи сұрыптаудың моделі қызметін атқарды.
Мәдени өсімдіктер мен үй жануарларының жаңа сорттары мен тұқымдарын жасаған кездегі бағытталған түр пайда болу процессінің негізінде Дарвиннің көрсетуі бойынша мыңа төмендегі үш фактор жатады: тұқымқуалаушылық, өзгергіштік, яғни адамның қажетіне көбірек жауап беретін особьтар мен олардың басқа да түрлерін сақтап қалу және көбейту. Сұрыптаудың жабайы табиғаттағы аналогі табиғи сұрыптау, яғни көбірек бейімделген особьтардың сақталуы және олардың тұқымдарының өсіп көбеюіндегі басымдылығы. Табиғи сұрыпталудың оның селекциялық кезінің келіп шығу себептерін Дарвин кез-келген особьтардың арасында кездесетін тіршілік үшін күрес деп білді. Эволюцияның бейімділік сипаттамасын тек табиғи сұрыптау ғана қамтамасыз етеді, себебі оның механизмінің әрекеті көбірек бейімделгендердің сақталып қалуына бағытталған. Ал эволюцияның қалған екі факторларына келсек (тұқымқуалаушылық, өзгергіштік) бұлар да тірі форманың барлығына бірдей тән.
Морфофизиологиялық процесс – бұл тірі формалардың эволюция барысында ұйымдасуының күрделенуі, ол морфофизиологиялық процесс басымдық беретін орта жағдайының биотикалық және абиотикалық күрделену жағдайындағы табиғи сұрыптаудың нәтижесі. Сөйтіп, оның себебі текке қандай да бір сұрыптау емес, ол белгілі бір жағдайда өтетін сұрыптау. Органикалық формалардың тарихи дамуының негізгі бағыты есебіндегі морфофизиологиялық процесс – бұл өмірдің пайда болуынан бастап, тірі табиғаттың тарихи дамуының ең жоғарғы кезеңі болып есептеленетін, адамның қалыптасуына дейінгі биологиялық эволюцияның заңды ерекшелігі.
4. Онтогенетикалық ескіру және жаңару
немесе Кренке заңы
1. Жаңару процесінің негізгі көріністері;
2. Жаңалану процесі;
3. Хронобиология;
4. Биологиялық және физикалық уақыт;
5. Тірі жүйенің мерзімдік сипаттамасы.
Кез-келген ағза өмірінің шегі бар. өмірінің ұзақтығы оның тұқымқуалаушылығы мен өмір сүру жағдайына байланысты. Ағзаның өзінің табиғи өніміне, жеке өмір сүруін тоқтауға қарай алға басқан қозғалысы оның қартаюының, яғни әлсіреуі мен өміршеңдігінің өшуіне байланысты.
Жеке тұлғаның (индивидтің) өмірімен салыстырғанда түрлердің өмірі уақыт мерзімі мен потенциалды шектелмеген, және ол өзіне қолайлы жағдайдың өзгерусіз сақталған кезінде, қанша ұзақ уақыт болса да өмір сүре алады. Түрлер өмірінің үздіксіздігі особьтардың ұдайы өсуін қамтамасыз етеді. Қайта жасауға ұмтылған ілгерілемелі қозғалыс, қайта жасауды қамтамасыз ететін процестер жеке ағзанын дамуының маңызды түрін құрайды.
Жеке дамудың бұл жағы ағзада өтетін жаңару процесімен байланысты. Жаңару процесінің негізгі көріністері — бұл тірі заттың жаңа пайда болуы, жасушаның бөлінуі, морфогенез, регенерация (қалпына келу) процестері, ұрықтану. Жаңалану процесі — қартаю (ескіру) процесіне қарама — қарсы. Бұл процестердің қарама-қайшылық тұтастығы ағзаның жеке дамуының негізін құрайды. Жас қисық сызығының жоғары бағытталған бұтағында жаңалық басым болса, төмен бағытталғанында — ескіру басым болады.
Ортаның әртүрлі формалары жаңалануға мүмкіндік туғызуы, яғни кедергі жасауы мүмкін. Сондықтан да жеке ағзаның дамуы оның күнтізбелік және физиологиялық жасымен сәйкес келмейтін көрініске ие. Көпжылдық ағзаның жасушалар, ұлпалары мен мүшелерінің жастары бір-бірінен өзгеше болуы мүмкін және оған ағзаның пайда болған кезінен бергі жалпы жасы қосылады. әртүрлі жастылық әсіресе өсімдіктердің орталық мүшелерінде (ағзаларында) анық байкалады.
Бұл ағзалардың жастық өзгерістері ескіру мен жаңарудың байланысын бейнелейтін заңды сипаттамалы морфологиялық, физиологиялық және биохимиялық өзгерістерде көрініс табады. Бұл сәйкес жас белгілерінің арқасында ағзаның бұрыңғы даму жағдайын анықтауға, алдыңғы сатысында оның тез жетілетіндігін және де ескіру мен жаңаланудың қарқынына байланысты болған басқа да тұқымқуалаушылық ерекшеліктерін болжауға мүмкіндік береді.
Онтогенетикалық ескіру және жаңару заңы ботаник Н.П.Кренкенің (1892-1939) өсімдіктердің циклдық ескіру және жаңалану теориясынын негізгі жағдайлары, жалпы биологиялық тұжырымдау болып табылады.
Кренке анықтаған өсімдіктердің жастық өзгермелілік заңдылығы дамуды ескірудің өлетіндігін және жаңаның пайда болуынын үздіксіз деп түсіну арқылы түсіндіріледі. Ескірудің барлығы туралы 200-ден астам теориялар бар. Олардың көбісі тек тарихи маңызға ие. Мысалы: ескіруді өзін-өзі уландыру, немесе ферменттер мен басқа заттар қорын тауысуға келтірілген. Қазіргі кезде ескірудің негізінде молекулярлық механизмдер жатыр деген теория кең тараған. Бұл теория, организмнің өз өліміне қарай үдемелі қозғалыс процесінде ДНҚ-ның деструкциялануы (біртұтастығының бұзылуы). Соған қарамастан Кренкенің теориясына сүйенген жоғарыда келтірілген заңға сәйкес ескіру процесі жаңалану процесімен тығыз байланысты. Сондықтан да онтогенездегі ДНҚ-ның біртұтастығының бұзылу процесіне соған сәйкес ДНК-ның қалпына келуіне (репарация) қарсы тұруы керек.
Онтогенетикалық ескіру мен жаңару заңының жалпы биологиялық сипаттамасы мынандай қорытынды жасауға алып келеді: қайта қалпына келетін ферменттердің әсерінен ДНҚ-ның бұрынғы күйіне келуі — бұл жеке құбылыс емес. Ол ағзаның жаңару процесіне себеп болғандықтан, сонымен бірге ескіруді тежейтіндіктен жеке даму барысындағы оның маңызы өте зор.
Онтогенетикалық ескіру мен жаңару заңы индивид өмірінің ұзақтығын көрсететін уақыт түсінігінің биологиялық ең маңызды тұстарының бірін ашады. Қазіргі заман биологиясындағы уақыт түсінігінің маңызы физикадағыдан кем емес. Тірі табиғаттағы молекулярлық немесе жасушалық, жеке мүше, жеке тұлға, популяция (тарқалым), биогеоценоз тіпті бүкіл биосфера деңгейіндегі биохимиялық реакциялар, жүйке қозуының берілуі, жүрек жұмысы ырғағының, жеке дамудың кезеңдері мен сатылары, биоценоздың алмасуы, эволюция кезеңдері, яғни жүріп жатқан кез-келген процесс белгілі бір мерзімнін ұзақтығымен сипатталады. Тірі жүйенің мерзімдік сипаттамасы тірі объектілердің тұқым қуалаушылық ерекшеліктерімен және сыртқы жағдайға байланысты болған биоритмдерде де (биоырғақтарда) көрініс табады. Биологияның объектілер мен процестердің уақыттың сипаттамасы бұл маңызды мөлшерлі белгі. Оның хронобиология зерттейді. Органикалық дүниенің даму кезеңдерінің ескілігі мен ұзақтығын биология мен геология ғылымдарының тоғысқан тұсындағы геохронология анықтайды.
Хронобиологияның қалыптасуында ССРО ғылым Академиясының 1931 жылдың ақырындағы жалпы жиналысында В.И.Вернадскийдің жасаған «Қазіргі заман ғылымындағы заң» атты баяндамасының орны ерекше Вернадский уақыт проблемасын дәстүрлі физика шекарасынан тысқа шығара отырып, оның геология, биология және басқа ғылым облыстарына да нақты қатынасы бар кем философиялық және жаратылыстанушылық проблема ретінде көрсетті.