Оқулық Алматы, 2003 ббк 28. 073 ф 16 ф 16 Фазылов С. Д., Молдахметов З. М., Ғазалиев А. М

XX ғасырдағы биология тарихындағы басты оқиғалардың бірі - тәжірибелік физикалық-химиялық биологияның тірі табиғатты зерттеудің молекулярлық деңгейіне шығуы болды. Молекулярлық-ге-нетикалық деңгейдегі зерттеулердің нәтижесінде жекелеген биологиялық пәндердің ғылымдардың

182

"бірыңғай майданына" қосылуы ғана емес, сонымен қатар биологияның онымен шектес физика және химиямен тығыз жақындасуы орын алды. Бұл бұрын таза биологиялық деп саналған мәселелердің енді бүкіл жаратылыстанудың мәселесі болғандығын білдіреді. Ғылыми әдебиеттердің бетінде фактіге негізделген материалдар ағыны "лап қойды", олардың қандай белгілі бір нақты ғылымға жататындығын іс жүзінде бағалау мүмкін емес еді.

1. Тіршіліктің пайда болуы.

2. Эволюцияны зерттеудегі молекулярлық-генетикалық тәсіл.

3. Тіршіліктің ұдайы жалғасуы мен тіршілік әрекеттері үрдістерінің молекулярлық негіздерін зертгеу.

Тіршіліктің пайда болуы мәселелерін зерттеу тарихындағы толық бір дәуір А. И. Опариннің және оның оқушыларының еңбектерімен байланысты. Оның негізгі еңбегі "Тіршіліктің пайда болуы" 1924 жылы басылып шықса да, ғалымның зерттеулерінің шыңы 1950-1970 жылдарға келеді. Сол еңбектің өзінде де Опарин гипотезасының негізін салған барлық идеялар болды. Сол идеялардың ең бастысы -Жер бетіндегі тіршіліктің пайда болуы - әлі материяның қойнауларында тірі материяның қалыптасуының ұзақ эволюциялық процесс екендігі.

Опарин химиялық эволюцияның жаңа идеясын ұсынды - күшті әсер етуші физикалық-химиялық факторлардың ықпалынан (температураның, ультракүлгін және ренттендік сәулеленудің, үлкен қуатты электр разрядтары мен атмосфералық қысымның) кейбір органикалық емес қоспалар қатарының органикалық "тіршілік кірпішшелеріне" - амин қышқылдарына, нуклеозидтер мен нуклеотидтерге, қарапайым полисахаридтер мен химиялық энергияны сақтауға

183

Химиялық эволюция идеясы 1920 жылдары "ауада қалқып жүрді". Бұл тәрізді тәжірибелер әлемнің көптеген зертханаларына таралды. Бұл таң қаларлық емес, ол кез химияның даңқы асып, гүлденген шағы еді. Дегенмен, химиялық эволюция идеясын қолдаған ғалымдардың алдында бірден риторикалық сұрақ туады: ал не бұрын паңца бодды - амин қышқылдары мен ақуыздар ма, немесе тірінің үдайы пайда болуына жауапты молекулалар - нуклеотадтер мен нуклеозидтер ма? Басқа созбен айтқавда, сол жылдардың өзінде баршаға мәлім "тауық пен оның жұмыртқасының" пайда болуы туралы сұрақ тәріздес еді, тек қана әрине, молекулярлық деңгейде. Ферменттердің қатысуымен затгар алмасуы қабілеті бар құрылымның біріншілігіне сендіретін гипотезалар голобиоз қалпағының астына бірікті, ал өзінде генетикалық код бар молекулярлық жүйенің біріншілігін дәлелдейтін гапотезалар генобиоз деп аталды.

Опарин гипотезасының күшті жақтарының бірі ол биологиялыққа дейінгі (өлі) материяның эволюциясы туралы гипотезаға сәйкес келеді және тіршіліктің пайда болуы онда занды процесс ретінде берілген. Екінші күшті жағы - гипотезаның негізгі ережелерін зертханалық жағдайларда тәжірибе жүзінде тексеру мүмкіндігі. Дегенмен қаралып отырған гапотезаның өлсіз жақтары да бар. Мысалы, Опариннің гипотезасы генетикалық коды бар молекулярлық жүйелер жоқ жағдайларда жасушаға дейінгі құрылымдардың өздігінен пайда болу мүмкіндігін жоққа шығармайды. Сондықтан амин қышқылдарын зертханалық жағдайларда синтездеу кезіңце химиялық күрделі "блоктардың" "бірінші сорпасына", мысалы, онсыз реакция жүрмегенде, ферменттерді қосымша енгізуге жол берілді.

Кейінгі жылдары А. И. Опариннің ғылыми мектебінің өкілдері негізінен оның гипотезасының по-зицияларында қала отырып, бүкіл мәселенің басты сұрауының шешілмегендігін мойындады - химиялық жүйелердің өздігінен дамуының және химиялық эво~ люциядан биологиялық эволюцияға өтуінің қозғаушы

184

күші нақты не болып табылады? Басқа сөзбен айтсақ, Опарин гипотезасының шеңберінде басты мәселені: қазіргі "жерлік" түрінде бізге белгілі тіршіліктің бастауы болған, өлі материядан тіріге сонау жұмбақ секірудің себебін түсіндіре алмаймыз.

Інжіл бойынша, өсімдіктерден кейін Құдай жануарларды судан жаратады: "Құдай үлкен балықтарды және әр түрлі жорғалаушы жануарлардың жанын жаратты, бұларды тұқымына қарай су шығар-ды және әр түрлі қанатты құстарды тұқымына қарай ажыратты. Құдай мұның жақсы екенін көрді. Құдай оларға батасын берді: өсіп-өніңдер де кебейіңдер, теңіз суларын толтырыңдар, құстар да жерде көбейсін" (Болмыс, 1т. 21-22 өлеңдер).

Бұдан соң Жаратушы өз ойына сәйкес "тұқымына қарай жер андарын, тұқымына қарай малды және жердегі басқа барлық жөндіктерді тұқымына қарай" жаратады. (Болмыс, 1 т. 25 өлең).

Әлемді жаратудың креационистік теориясында жануарлар мен өсімдік дүниесі Құдайдың қалауына сәйкес бірден өзінің барлық сұлулық көркімен және сан алуандығымен жаратылады. Флора мен фаунаның әр тұқымы мен түрі тумысынан бірегей, өйткені ол табиғаттың кездейсоқ әрекетінің емес, Қүдай Жоспарының іске асырылуы болып табылады. Жасаушының еркі мен қуаты әлі материяны тіріге айналдырудың ("су" мен "жерді") бірінші қозғау салушысы қызметін атқарады. Табиғи сұрыптау жолымен бір тұқымның өнімге айналуының эволюциялық идеясы бұл теорияның талабынан алғанда керексіз болып қалады: табиғат о бастан қор-шаған әлеммен кемел үйлесімде жаратылған.

185

Ал енді биологтардың маймылдың адамға айналуы жөніндегі гипотезасы креационист көзқарасынан тіпті қорлаушылық болып естіледі. Өйткені Құдай адамдарды өз бейнесі бойынша өзіне ұқсатып жаратты және оларды бүкіл табиғатты билеуге қойды: "... Олар теңіздегі балықтарды, аспандағы құстарды, малды, бүкіл жерді, жерде жорғалаған барлық жәндіктерді билеп-төстесін". (Болмыс, 1 т. 26 өлең).

Алайда, орыс ғалымы В. И. Вернадский (1863-1945) бұл мәселені тіпті басқаша шешеді. Ол креационист болмай-ақ, біздің ғаламшарымыздағы тіршілік ғарыштан "әкелінген" деп санап, Өмірдің пайда болуын жер бетінен тысқары "шығарды". Жердегі тірі тек қана тірі болып туылады деп сендіреді. Ол итальяндық ғалым-дәрігер Ф. Реди 1668 жылы тұжырымдаған "Реди принципін" ұстанды: "Барлық тірі тек қана тіріден шығады". Бүгінде жаратылыстанудың дамуы В. А. Вернадскийдің идеяларын жоққа шығармайды, керісінше, көп жағдайларда растайды.

Қазіргі заманғы биологиялық екі ғылым - молекулярлық генетика мен молекулярлық биология тірі табиғаттың молекулярлық-генетикалық деңгейдегі құрылымдары мен қызмет етуінің негізгі мәселелеріне байланысты шектес ғылыми мәселелерді зерттеумен шұғылданады. Бұл ғылымдардың -

186

тууы қазіргі заманғы жаратылыстануда жүріп жатқан қуатты интеграциялык процестін (бір міндетті шешудегі әр түрлі ғылым-дардың бірігуі) дәлелі болып табылады. Молекулярлық биология мен молекулярлық генетиканың әдістеріне жүгініп қандай проблемаларды шешуге тура келеді және шешу керектігі жөнінде қысқаша сөз қозғайық. Қазіргі кезде олардың көптігі соншалық, бұл ғылымдардың толық дәрежеде барлық даму жолдарын түсіндіру мүмкін болып көрінбейді, бірақ шешілетін мәселелердің қаптаған ортасынан ең маңыздыларын бөліп алуға талпынуға болады.

1. Нуклеин қышқылдарының генетикалық ролін ашу.

2. Ақуыздың генетикалық репродукциясы мен биосинтезінің молекулярлық механизмдерін ашу.

3. Өзгергіштіктің молекулярлық-генетикалық механизмдерін ашу.

4. Заттар алмасуының молекулярлық негіздерін зерттеу.

7.8.1. Мендельдің генетика зандары.

Нуклеин қышқылдарының генетикалық ролін ашу

Тіршілік иелерінің түқым қуалаушылық ақпараты ДНҚ-да шифрланғаны бүгінде кез келген мектеп оқушысына белгілі. Бірақ, мұны дәлелдеу үшін ғалымдарға бірнеше ондаған жылдар, ал нуклеин қышқылдарының құрылысы мен қасиеттерін шешуге жүз жылдан астам уақыт қажет болды. XVIII және XIX ғасырларда белгілердің ұрпақтан ұрпаққа қалай берілетіндігін анықтаудың талай әрекеттері жасалды. Бірақ генетиканың ғылым ретіндегі бастауын чех ғалымы Г. Мендель (1822-1884) салды, ол бұршақтың әр түрлі сорттарын өзара будандастырып, олардың түсіндегі, қалпындағы, түріндегі және басқа белгілерінің өзгерістерін бақылады. Мендель бірінші ұрпақта алынған гибридтердің кейбір белгілері басқ-

187

Тұқым қуалайтын белгілердің әрқайсысына Мендель тірінің материалдық, ұрпақтан ұрпаққа берілетін кішкентай бөлшегін - ақпараттың қарапайым сақтаушысын сәйкес қойды және оны ген деп атады. Әр түрлі гендердің "мінезі" мен әрекеттестік сипатын олардың ұрпағындағы көріністер беруін зерттей отырып, Мендель өзінің әйгілі гендерді будандастыру заңдарын ашты. Кейінірек ол жаратылыс зерттеушілерінің Брюндік қоғамының жиналысында баяндама жасады. Бірақ 35 жылға тарта уақыт бойы әлемде ғалымның еңбегіне лайықты баға беріп, оның зерттеулерін жа-лғастыратын бір де бір ғалым болмады. Олардың "ғылым тарапынан жақсы ұмытылғаны соншалық", 1900 жылы үш зерттеуші - Голландияда де Фриз, Германияда Корренс және Австрияда Чермак жасушаны бөлу бойынша өз зерттеулерін жүргізу үстінде, бір-бірімен байланыссыз, екінші рет Мендель заңдарын ашты. Олар кейінірек, ғалымның (Мендельдің) мақаласымен танысқан соң, Мендельдің тұқым қуалаушылық заңдарын бірінші ашқанын мойындап, оның ғылыми жетістіктерін жоғары бағалады.

XX ғасырдың басында Мендель суреттеп көрсеткен генети-

калық факторлардың жасуша ядросының хромосомаларында болатындығы анықталды.

Генетиктермен қатарлас биохимиктер тірі жасушалардың ядроларының химиялық құрамын зертгеді. XIX ғасырдың екінші жартысында швейцар биохимигі Б. Мишер алғаш рет ДНҚ молекулаларын лейкоцитгердің ядроларынан бөлді. Әуел баста ол бөлініп алынған затты нуклеин (лат. nuсlеus - ядро) деп атады. Бұдан соң сол зертханада жұмыс істейіін А. Коссель нуклеин қыш-қылдарының құрамына пуриндік және пиримидиндік негіздер мен қарапайым көміртегілердің кіретінін анықтады. 1900 жылдың басында АҚІН-та П. Левиннің зертханасында бұл нуклеин қышқылдарының көміртекгік құрамдары анықтадды.

188

Биологияда жаңа ғылымның - молекулярлық гене-

Кейін гендердің негізгі қызметі - ақуыз синтезін кодтау болатындығы анықталды. 1952 жылы осы зертгеулері үшін Дж. Бидл, Э. Тэйтум және Дж. Ле-дерберг Нобель сыйлығына ие болды.

Ал 1962 жылы Нобель сыйлығын ДНҚ-ның молекулярлық құрылысын анықтағаны үшін Ф. Крик пен Дж. Уотсонға беру ұйғарылды. Молекулярлық биология қарқындап дамыды! Ғылымның күн тәртібінде жаңа мәселе қойылды: генетикалық бағ-дарлама қалайша жазылған және ол жасушада қалай жүзеге асады.

189

Ал мынау ДНҚ-ның репликациялану механизмінің, яғни ДНҚ молекуласының өздігінен екі есе өсу механизмінің шешімі. Оралған екі молекулярлық тізбеден немесе жіптен тұратын ұялық ДНҚ тарқатылады. Екі молекулярлық жіп пайда болады, олардың әрқайсысы оған комплементарлы жаңа жіпті синтездеу үшін ұя қызметін атқарады. Комплементарлық термині жаңа тізбекті синтездеуде ДНҚ-ның бір тізбегіндегі нуклеинді негіздердің бірізділігі бір мағынада олардың басқа тізбектегі бірізділігін анықтайтындығын білдіреді.

Молекулярлық-генетикалық деңгейде өзгергіштіктің бірнеше механизмдері бар. Солардың ішінде өте күшті сыртқы әсердің нәтижесінен нақты хромосомадағы гендердің тікелей өзгеру механизмі -гендер мутациясы (лат. тиtаtіо - мутация, өзгеру). Бұл механизм кезінде хромосомадағы гендердің орналасу реті өзгермейді. Организмдер үшін мутация-

190

лар пайдалы, зиянды және нейтральды болып бөлінеді. Гендердің мутациялары сұрыптаудың әрекетіне тікелей қажетті материалмен негізгі "жабдықтаушы" болып табылады. Организмнің жаңа бір түрінің - мутанттың - пайда болуын мутацияның бір нәтижесі деп қарауға болады. Мутацияға әкелетін факторларды мутагендер (өзгергіш туғызғыштар) дейміз. Мутагендерге әр түрлі химиялық зиянды заттар, радиоактивті элементтер жөне экстремальды жағдайлар (температура, тамақ жөне т.б. режимдер), жатады. Аса қауіпті мутагендерге вирустарды да (лат. virus - яд) жатқызады. Вирустар адамдардағы көптеген аурулардың (солардың ішінде грипп және СПИД) негізгі себебі.

Алайда, гендер өзгергіштігінің тағы да бір типі бар — реципрокты емес рекомбинация немесе гендердің классикалық емес рекомбинациясы, мұнда генетикалық ақпараттың жалпы көлемінің көбеюі орын алады. Өзгергіштіктің бұл түрі жасуша геномына жаңа, сырттан әкеліп салынған, трансмиссивтік (ағылш. -тасылатын) гснетикалық элементтер деп аталатын генетикалық элементтерді қосу есебінен пайда болады. Өзгергіштіктің бұл түрін зерттеу 1952 жылы П. Ледерберг пен Н. Циндер трансдукция (лат. -орын ауыстыру) құбылысын ашқан кезден басталды. Бұл құбылыстың мәні ДНҚ молекулаларын трансформация кезіндегідей "жалаңаш түрде" емес, бактериялардың вирустарының құрамында тасымалдау мүмкіндігінде тұр.

191

Кейінгі кезде рекомбинацияның бұл түрі мұқият зерттелді. Геном құрылымымен және жасуша-қожайынның хромосомасымен байланысу тәсілімен ерекшеленетін трансмиссивтік гевдердің бірнеше түрі ашылды. Олардың ішінде - плазмидтер - барлық деңгейдегі тірі организмдердің жасушаларында кеңінен тараған екі тізбекті сақиналық ДНҚ түріндегі күрделі генетикалық элементтер де бар. Бұлар генетикалық ақпараттың ең белсенді тасымалдаушылары. Кейбір дәрілерді ұзақ қолданудан кейін біздің оларға "үйрене" бастайтындығымыз осыларға байланысты. Біз дәрінің көмегімен күресетін патогеңцік бактериялар плазмидтермен байланысады, бұлар бактерияларға тұрақтылық береді де, дәрі оларға әсер етпейді, олар оны елемейтін тәрізді болады.

Қазіргі заманғы генетиканың жетістіктеріне сүйене отырып,

Н. И. Вавилов, И. В. Мичурин, Н. П. Дубинин, Н. В. Тимофеев-Ресовский және тағы басқа ғалымдар селекцияның, жануарлардың жаңа түрін, өсімдіктердің жаңа сорттарын шығаруда, олардың ауруларымен күресуде үлкен жетістіктерге жетті.

7.8.4. Заттар алмасуының молекулярлық негіздсрін

зерттеу

Барлық тіршілік иелерінде болатын заттар алмасу процесінің (метоболизмнің) негізгі үш түрі бар:

192

Катаболизм немесе диссимиляция — химиялық байланыстар үзілген кезде химиялық энергия қоса бөлінетін күрделі органикалық қосылыстарды ажыратылу процесі.

Амфоболизм — катаболизм барысында кейін неғұрлым күрделі молекулалар құрылысына қатысатын ұсақ молекулалардың пайда болу процесі.

Анаболизм немесе ассимиляция — АТФ энергиясын жүмсау арқылы күрделі молекулалар биосинтезі процестерінің тармақтанған жүйесі.

Метаболизмнің үш түрі де қазіргі кезге толығынан шешілген. Мүнда бүкіл жаратылыстану үшін негізгі идея, құрылымдарының құрылу деңгейлеріне қатыссыз тірі табиғаттың құрамы мен тіршілік күру механизмдерінің тұтастығы идеясының ролі маңызды болды. Бұл идея XIX ғасырдың екінші жартысында пайда болып, биохимиялық тұтастық тұжырымдамасы деген атқа ие болды, бірақ тек 1926 жылы ғана голландиялық микробиологтар А. Клюйвер мен Г. Донкердің жұмыстарының нәтижесіңде тарады.

Қазіргі кезде жасушалардағы метаболизмді реттеу қалайша жүзеге асатындығы туралы фактілерге негізделген бай материал жинақталған. Биокатализдің (ферментативтік катализ) ерекшелігі зерттеліп, әр түрлі ферменттер әрекетінің теориялық механизмдері жете тексерілуде.

Соңғы кезде аллостерикалық ферменттердің атқаратын қызметі анықтадды, бұларда молекулалармен байланысудың екі орталығы бар: біреуі - бастапқы субстратты байланыстырушы

және айырып танушы, яғни берілген реакцияға енетін затты, ал екіншісі - реакцияның соңғы және аралық бөлімдерін айырып та-нитын. Екінші орталық реакция өнімімен байланысып өзінің конформациясын (кеңістіктік құрылымын) өзгертеді, бұл биокатализдің жылдамдығына ықпал етеді. Сондықтан бүл ферменттердің реттеуші ферменттер немесе эффекторлар деген басқаша аттары бар.

Тірі жасушадағы биохимиялық үрдістерді реттеудің тағы бір тәсілі 60-жылдары жасуша мембранасы арқылы иондарды өткізу -

193

механизмдерін зерттеу негізінде ашылды. Химиялық заттардың біраз бөлігі жасуша мембранасы арқылы табиғилыққа қарама-қарсы бағытта тасылатын болып шықты. Яғни, былай болады: кейбір заттардың молекулалары өздері аз орынға емес, керісінше, олардың шоғырлану қарымына қарсы ұмтылады. Жасуша мұндай молекулаларды "жинақтайтын" тәрізді болады. "Көліктің" мұндай түр белсенді деп аталады және АТФ фосфаттық байланыстардың үзілу энергиясын қолдану есебінен жүзеге асырылады.

7.9. Онтогенетикалық деңгей

Қазіргі кезде бұл терминмен жеке өмір сүретін дербестердің шеңберінде жүзеге асырылатын, тұқым қуалаушылықтың белгілері мен функцияларын үйлесімді іске асыруды белгілейтін, өздігінен реттеліп отыратын иерархиялық жүйені түсінеді. Басқа сөзбен айтқанда, онтогенетикалық деңгей - бұл ағзаны бірыңғай тұтастық ретінде, ішіндегілерінің барлығы байланысқан, бәрі реттелген және тамаша жұмыс жасайтын жүйе ретінде зерттеу деген сөз.

"Ең кіші тірі жүйе" болып қарапайым тірі жасуша табылады. Онда көп жасушалы ағзаларға тән барлық функциялар бар: қоршаған ортамен алмасады, өсіп өз көлемін ұлғайтады, бөлінеді және көбейеді. Оларда метаболизм немесе биохимиялық реттеу жүйелері де бар.

194

...1590 жылы Янсенс және 1610 жылы Галилей микроскоп құрастырған соң, көптеген жаңа типті биологиялық проблемаларды зерттеу мүмкіндіктері пайда болды. Алғашқылардың бірі болып микроскопты Роберт Гук (1635-1704) қолданды, ол жануарлар мен өсімдіктер үлпаларының қүрылысын зерттеді. Шамамен 30 есе үлкейтетін микроскоптың көмегімен Гук тығынның кесігіңцегі жасушаларды ашты. Кейінірек Левенгук, 270 есе үлкейту беретін линзаларды пайдаланып, адамның аталық жыныс жасушасын, қара-пайымдардың бактерияларын және қан жасушаларындағы ядроларды суреттеп жазды. Жасушаларды бұлайша бақылаулар қашан XIX ғасырдың басында жасуша теориясы тұжырымдалғанға дейін теориялық тұрғыда аса мәнді табыстарға жете қойған жоқ.

XIX ғасырда жасуша биологиясы жедел дамыды. Бұған микроскоптар үшін линзалар жасаудағы ірі жетістіктер себеп болды. 1833 жылы Броун өсімдік жасушасынын ядросын, ал 1839 жылы Шлейден мен Шванн ядрошаны бейнелеп берді. Вирховтың (1855) әйгілі ережесі жасуша теориясы дамуының жаңа сатысына әкелді: "Барлық жасушалар бүрын болған жасушалардың бөлінуі нәтижесінде пайда болады".

1880 жылы Флеминг хромосомаларды және митоз кезіндегі әрекеттердің бірізділігін зерттеп жазды, ал XIX ғасырдың 90-жылдарында жасуша ядросында мейоз кезінде болатын өте күрделі құбылыстар да анықталды.

60-жылдары микробиологтар Р. Стэниэр мен К. Ван-

195

Онтогенетикалық деңгейде қызмет істеу тірі ағзаларда қызмет ету жүйелілігінің болуына байланысты жақсы реттелген (жөнге салынған). Жасуша деңгейінде бұлар - ядро, рибосомалар, митохондриялар және т.с.с. Көп жасушалы ағзалар деңгейінде - тамырлық, тыныс алу, генеративтік, жүйкелік және ас қорыту жүйелерінің жиынтығы. Орыс физиологы П. К. Анохин (1935 ж.) зерттеп дайындаған тұжырымдамаға сәйкес қызмет ету жүйелілігі жүйенің құрауыштары бір-бірімен тек қана "әрекеттесіп қоймай", бірі-біріне

196

"өзара көмек жасайды". Яғни жеке алынған органоидтардың немесе олардың жүйесінің қызмет етуі, олармен тығыз байланысқан басқаларының септігінсіз мүмкін емес. Бұл әрекеттестікпен әрбір жүйенің тұтастығы да қамтамасыз етіледі, төменгі деңгейдегі үрдістер жоғары деңгейдегі қызмет ету байланыстарымен ұйымдасады.

7.10. Популяциялық-биоценотикалық деңгей

Бүгінде көпшілікке танылған ұғым-түсініктерге сәйкес Жердегі тірішілік эволюциясының қарапайым бірліктері болып молекулярлық-генетикалық жүйелер немесе жеке дербестер емес, тек бүтіндей популяциялар (лат. халық, тұрғындар) табылады.

Популяция дегеніміз — бұл бірыңғай тектік қорға ие және белгілі бір аумақты мекендеген бір түрдің жеке дербестерінің жиынтығы.

Популяция терминін 1903 жылы алғаш рет даниялық генетик В.Иогонсон енгізді. Ал 1877 жылы немістің гидробиолог ғалымы К.Мебиус өмір сүруі ортаның абиотикалық (биологиялық емес) факторларына тәуелді ағзалардың жиынтығын анықтап атау үшін биоценоз ұғымын ұсынды. Биоценоздың басқа атауы - топтастық. Биоценоздар ұйымдасудың екінші деңгейі болып табылады жөне өздерінде бірнеше популяцияларды біріктіреді. Ал өз кезегінде биоценоздар үшінші ағзалықтан жоғары деңгейдің - биогеоце-ноздардың құрауыштары болып табылады, олар белгілі биологиялық және ортаның абиотикалық факторларымен де сипатталады.

Қазіргі уақытта популяциялық биологияның шеңберівде өзара тығыз байланысқан екі бағыт қалыптасты - биологиялық және эволюциялық. Биологиялық бағыттың негізгі мазмұнын популяциялар мен

биоценоздарды зерттеу құрайды, бұлар өзара және қоршаған табигатпен тығыз байланысты болғандықтан, табиғаттағы заттар айналымының тірі механизмдерін бейнелейді. Биологиялық популяциялық биология популяциялардың шекараларын немесе популяциялардың кеңістіктік құрылымдарын, сонымен қатар популяциялардағы жануарлардың мінез-әрекеттерін, олардың өзара қатынастарын (популяциялардың этологиялық құрылымын) зерттеп тексереді.