«Биология» мамандығы үшін Құрастырғандар
жүктеу/скачать 0,83 Mb.
|
759cd937-3317-11e3-9d7d-f6d299da70eeЭволюционное учение УМКД
| Геохимиялық эволюция. Жер бетiнде тiршiлiктiң пайда болуының доминантты гипотезасы тiршiлiктiң өлi материядан пайда болуына негiзделген, сондықтан бiздi геохимиялық эволюция да қызықтыруы керек.
Жерде тiрi заттың түзiлуiнiң алдында атмосфераның химиялық құрамының ұзақ та күрделi эволюциясы жүрдi, оның соңынан органикалық молекулалар түзiлдi. Бұл молекулалар кейiн тiрi заттың түзiлуi үшiн кiрпiштер қызметiн атқарды. Планеталар алғашқы газды – шаңды субстанциядан түзiледi, ал олардың химиялық құрамы Күн және жұлдыздардың химиялық құрамымен бiрдей. Олардың алғашқы атмосферасы негiзiнен космостағы көп элемент – сутегiнiң қарапайым қосылыстарынан тұрады. Бәрiнен де көп H2, H2O, CO2, NH3 және CH4 молекулалары болды. Сонымен бiрге алғашқы атмосфера инерттi газдарға, әсiресе гелий мен неонға бай болуы керек. Алғашқы атмосфера тотықсызданған, яғни оттегiсi болған жоқ. Қазiргi жердегi атмосфера астрономиялық консенс немесе басқаша айтқанда ғажайып. Қазiргi атмосферада өте активтi газ – оттегiнiң 21% -i бар. Көмiрқышқыл газының мөлшерi аз, бiрақ оны жердегi белсендi вулкандық қызметi және техногендi процестерi атмосфераға көп мөлшерде бөледi. Шамамен 3.5 млрд жыл бұрын жерде оттегi түзiлдi және бiртiндеп оның мөлшерi көбейдi. Жер бетiнде тiршiлiк, атмосфера оттегiге байыған кезге дейiн түзiлдi, өйткенi оттегi өсiмдiктiң фотосинтезiнiң өнiмi болып табылады. Атмосферада оттегiнiң түзiлуiн бастаған көк-жасыл балдырлар, олардың жасы 3.5-3.8 млрд. жыл. Сонымен, химиялық және органикалық заттардың келесi кезеңдерiн бiлуiмiз керек: Кiшi молекулалардың күрделi ұйымдасқан молекулаларға дейiнгi эволюциясы Полимерлердiң түзiлуi (глицин, аланин, басқа да аминқышқылдары, органикалық қосылыстар) Катализдiк қызметтiң пайда болуы Молекулалардың өздiгiнен жиналуы Пребиологиялық химия саласындағы негiзгi жетiстiк деп нуклеотидтер мен полинуклеотидтердiң абиогендi синтезiн айтады. Бұл өзгерiстердiң негiзгi әсерлерi: электрлiк разряд, соғу толқындары, күннiң ультракүлгiн сәулесi, вулкандық жылу, радиоактивтi ыдырау екенiн айтуымыз керек. Тіршіліктің пайда болуы туралы көзқарастар Орыс биохимигі Александр Иванович Опарин (1894-1980) 1922 жылы тіршіліктің Жер бетінде шығу тегінің табиғи теориясын тұжырымдады. Содан бері ол ең дұрыс және арнайы ғылым ретінде мойындаған тұжырым болып есептеледі. А. И. Опарин 1970 жылдан бастап тіршіліктің шығу тегін зерттеу жөніндегі Халықаралық қоғамды басқарды. А. И. Опарин коацерваттардың - сулы ерітіндідегі ағзалық заттардың тұрақты конгломераттарының (ұйығының) пайда болу мүмкіндігін сынақтәжірибе арқылы дәлелдеді. Олар химиялық (ағзалық) заттардың құрам бөлігі бола тұра кейбір тірі нәрсенің қасиеттерін көрсете алады (карапайым жарғақшалардың түзілуі, ұдайы өсу қасиеті, энергетикалықалмасу). Сөйтіп коацерваттар протобионттар, яғни «тіршілік жолашары» деп атай бастады. Ағылшын биологі Джон Холдейн 1925-1929 жылдары Опариннің ойын одан әрі дамытты. Ол коацерваттардың тұрақтылығын көрсетіп, ағзалық заттарды қалыптастырудағы энергия көзі ретінде ультракүлгін сәуле шығарудың рөлі туралы болжам айтты. Америкалық жас ғалым Стенли Миллер 1953 жылы Опарин мен Холдейннің болжамын сынақтәжірибемен тексеру мақсатында тәжірибелер топтамасын жүзеге асырды. Ол осы заманғы жанартау (вулкан) газдарын негізге алып, аузы дәнекерленген кұты- да Жердің 4,5 млрд бұрынғы алғашқы атмосферасын жасап көрді. Онда тиісті температура мен қысым сақталды. Осы қоспа арқылы найзағай разряды сияқты 1000 вольтқа дейін электр заряды жіберілді. Бұдан басқа құты алғашқы мұхитты елестететін (имитация) суы бар тағы бір ыдысқа жалғастырылды. Буы «атмосфераға» барып, салқындағанда, конденсацияланғанда құтыға «жаңбыр» түрінде «кайта оралу» үшін мезгіл-мезгіл қыздырылды. Бар болғаны бір аптада кұтыдағы «мұхитта» ұсақ ағза «құжынап» кетті. Бұдан несепнәр (мочевина), ағзалық май қышқылы, құмырсқа және сірке қышқылдары, ең бастысы бірнеше аминқышқылдар тәрізді ағзалық қосылыстарды көруге болады. Кейін кептеген зерттеушілер сынақтәжірибе шарттарын біраз өзгертіп, бірақ алғашқы Жер атмосферасының үлгісі бойынша шынайы деректерді қолдай отырып, Миллердің тәжірибесін қайталады. Олар бастапқыда «Миллер құтысында» синтезделмеген өзге де көптеген қосылыстар алды. Зерттеу тізбегінде бір «осал орын» шешімін таба алмай қалды. Сулы ортада аминқышқылдардың пептидтерге, нәруызға «бірікпейтіні» айқын еді. Бұл проблеманы америкалық зерттеуші Сидней Фокс шешті. Ол аминқышқылдардың құрғақ қоспасын 130°С-ге дейін қыздырып, 200-ге дейін аминқышқылы бар өте тұрақты полимер алды. Оны протеиноид деп атады. Сөйтіп алғашқы рет тірі жасушадан тысқары полипептидтердің бастамасыз (матрицасыз) синтезі жасалды. Фокс қолдан жасаған жағдайлар алғашқы мұхит суы кайтып суалған кезде қалған ұсақ шалшықшалар суында түзіле алады. Ол кезде Жер бетіндегі температураның жанартау атқылауы және Күн сәулесінің белсенділігінен күшті жоғарылауы тұтас алғанда 80°С-ге жуық болуы мүмкін екенін естен шығармаңдар. Су көтерілген кезде даяр нәруыздар мұхитқа қосылды. Алынған протеиноидтардың кейбіреулерінде әршітпелі белсенділік болды, яғни дұрысырақ айтқанда, фермент десе де болады. Фокстан кейін өзге зерттеушілер де жоғары температура орнына төменгі температурада, өршіткінің орнына саз алып, ұксас тәжірибелерді ойдағыдай қайталады. Мұндай полипептидті тізбектер XX ғасырдың 70-жылдары метеориттік заттардағы өзге ағзалармен бірге табылды. Биополимерлердің түзілуі және эволюциясы Жердің алғашқы тарихындағы әр түрлі су айдындарында түзілген органикалық қосылыстардың құрамы және олардың жиынтығы да түрлі дәрежеде болды. Мұндай қосылыстардың абиогендік жолмен түзілуі тәжірибе арқылы дәлелденді. Америкалық ғалым С.Фокс 1957 жылы аминқышқылдары судың қатысуынсыз-ақ өзара косылып пептидті байланыстар түзуі мүмкін деген пікір ұсынды. Ол құрғақ аминқышқылдарының қоспасын қыздырып, сосын суытқанда аминқышқылдарының нәруыз тектес молекулалары өзара байланыс түзетінін байқады. С.Фокс Жердің суы тартылған аймақтарында, лава ағыстарының жылуынан және күн сәулелерінің әсерінен аминқышқылдары өзара қосылған. Олардың осындай қоспаларынан алғашқы полипептидті қосылыстар түзілген деп қорытынды жасады. Фотосинтезбен тыныс алу. Ендігі кезекте фотосинтез бен тыныс алу процестерінің арасындағы байланысты қарастырайық. Барлық көп жасушалы организмдер сияқты өсімдік жасушаларының құрамында аэробты тыныс алудың жасуша орталығы — митохондрия бар. Сондықтан барлық өсімдік жасушалары тыныс алады және тыныс алу кезінде оттекті сіңіреді. Тыныс алу фотосинтезге қарама-қарсы процесс. Тыныс алу кезінде органикалық қосылыстар ауадағы оттектің көмегімен тотығып, энергия және көмірқышқыл газы бөлінеді. Тыныс алу жасушаның энергетикалық қажеттілігін өтеу үшін керек. Әсіресе ол өсімдіктің фотосинтезге қатыспайтын мүшелері — тамыр, сабақ және гүлдері үшін маңызды. Тыныс алу және фотосинтез процестерінің энергетикалық қарқындылығын салыстырамыз. Қалыпты күн жарығында өсімдіктер оттекті сіңіргеніне қарағанда 20—30 есе көп мөлшерде бөліп шығарады. Фотосинтез нәтижесінде бөлініп шығатын энергия мөлшері тыныс алу нәтижесінде бөлінетін энергиядан ондаған есе көп болады. Ал жарық жоқ кезде өсімдіктер оттекті көп сіңіреді. Сондықтан да дәрігерлер өсімдігі көп бөлмеде ұйықтауға болмайтындығын ескертеді. Фотосинтез процесінің нәтижесінде 1 м2 жапырақта 1 сағ ішінде 1 г органикалық зат түзіледі. Жер бетінде бір жылдың ішінде 400 млрд т органикалық зат өндіріледі. Көмір, шымтезек (торф), мұнай фотосинтез процесінің нәтижесінде осыдан миллион жыл бұрын пайда болған. Біраз жыл өсіп түрған 10—12 ағаш, бір адамды жыл бойына оттекпен қамтамасыз ете алады екен. Макроэволюция - түрден жоғары деңгейде (туыс тұқымдас, отряд, класс, т.б.) қалыптасуына ықпал ететін эволюциялық өзгерістер макроэволюция терминінің тұңғыш рет ғылымға, орыс ғалымы Ю.А.Филипченко енгізген (1927 ж.). Қазіргі кездегі зерттеулерде макроэволюцияның механизмі жоқ, тек микроэволюция процестерінің негізінде ғана жүзеге асады деген тұжырымдар жасалды. Микроээволюция деңгейінде көрінбейтін эволюцияның жалпы заңдылықтары мен бағыттарын макроэволюцияда байқауға болады. Микроэволюциядағы процестер жинақтала келіп, макроэволюциялық құбылыстардан сырттай көрініс табады. Макроэволюция деңгейінде микроэволюция кезінде байқалмайтын органикалық дүние эволюциясының бағыттары мен заңдылықтары белгілі болады. Кейбір биологـғалымдар (Р.Вальтерек, Р.Гольдшмидт) жиырмасыншы ғасырдың бірінші жартысында макроэволюция терминінде өзгергіштіктің екі түрі: түраралық өзгергіштік (Мендель заңына бағынатын), ерекше өзгергіштікке (Мендель заңына бағынбайтын) де қолданылады. Эволюцияның дамуыды зерттеуші көптеген ғалым ـ биологтар туыс, тұқымдас, отряд, класс, т.б. микроэволюция негізінде дамитынын айтады. Микроэволюция - бір туыс жататын популяциялар ішінде жүретін әрі популяциялардың гендік қорының өзгеруіне және жаңа түрлердің пайда болуына алып келетін эволюциялық процестердің жиынтығы. Микроэволюция терминін ғылымға енгізген Ресей ғалымы, Н.В.ТимоффевـРесовский (1938 ж.). Микроэволюция мутациялық өзгергіштіктің негізінде табиғи сұрыптаудың нәтижесінде жүзеге асады. Микроэволюция негізінде эволюциялық факторлардың (мутация, миграция, оқшаулану,тіршілік үшін күрес, сұрыпталу, т.б.) әсерімен популяциялы генотиптік құрамның өзгеруі нәтижесінде сол популяцияда жаңа түр пайда болады. Микроэволюция процесінің жүзе.е асуына популяция санының ауытқуы, олардың арасындағы генетик ақпараттардың алмасуы, оқшаулану және гендердің ығысуы (дрейфі) әсер етеді. Микроэволюция тұтастай алғандағы биологиялық түрдің бүкіл гендік қорының өзгеруіне немесе кейбір популяцияның оқшаулануы кезінде атаـаналарынаң өзгеше жаңа бір түрдің пайда болуына алыпкеледі. Микроэволюциялық зерттеулер нәтижелі болуы үшін популяцияның генетикалық құрылымы және оның динамикасы құрастырылады. 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 жүктеу/скачать 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|