Өзгергіштік заңдылықтары



бет2/2
Дата28.03.2017
өлшемі229,51 Kb.
1   2

(1887–1943)

Ботаник, генетик, географ. Мәдени өсімдіктердің шығу орталықтарын анықтады. Тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі ұқсас қатарлар заңын ашып, дүние жүзінің 40-қа жуық аймағында экспедициялық зерттеу-лер жүргізген
Тұқым қуалайтын өзгергіштіктің ұқсас қатарлары заңы селекцияда кеңінен қолданылады. Ол көптеген мутацияның ішінен қажеттілерін дұрыс таңдап алуға мүмкіндік туғызады және бір түрде болатын мутацияны білу арқылы оған туыстас екінші түрде де, дәл сондай мутация тудыруға болады. Мысалы, Н.И.Вавилов Абиссинаға барған сапарында қатты бидайдың қылтанақты түрлерін тапты. Кейіннен белгілі селекционер А.П.Шехурдин соған сәйкес жұмсақ бидайдың да қылтанақсыз сортын шығарды.

Тұқым қуалайтын өзгергіштіктің ұқсас қатарлары жануарларда да кездеседі. Мысалы, альбиностар (түстің ақ болуы) қояндарда, теңіз шошқасында және т.б. кеміргіштердің барлығында да кездеседі. Әр түрлі микроорганизмдерден де тұқым қуалайтын ұқсас биохимиялық өзгерістер байқалған.



Эволюциялық теория

Бұрынғы өткен тақырыптарда сендер тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарымен таныстыңдар. Енді олардың органикалық дүниенің эволюциялық даму процесінде қандай рөл атқаратынын қарастырамыз.

Систематиктердің есебі бойынша, қазіргі кезде жануарлардың 2 миллиондай, ал өсімдіктердің 500 мыңдай түрі белгілі. Осыншама алуан түрлердің пайда болуы және сақталуы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарына байланысты екені сөзсіз. Организмнің өзін қоршаған сыртқы ортаға бейімделуі барысында табиғи жолмен сұрыпталу арқылы жаңа түрлердің пайда болатындығы туралы тұңғыш рет ағылшын ғалымы Ч.Дарвин түсінік берді. Ол эволюцияның қозғаушы күші болып табылатын үш факторды, атап айтқанда, тұқым қуалаушылықты, өзгергіштікті және сұрыптауды анықтады.

Түрдің пайда болуы барысында жоғарыда аталған эволюциялық фактордың тигізетін әсерлерін түсіну үшін, сол түрлердің шығуына және дамып-қалыптасуына негіз болып есептелетін популяцияның генетикалық заңдылықтарын білу қажет.



Популяциялар генетикасы. Популяция деп — тіршілік ортасы және оған бейімделу қабілеті де бірдей, бір-бірімен будандасып, ұрпақ бере алатын бір түрге жататын дарақтарды айтады. Қолдан сұрыптау арқылы алынатын жануарлардың тұқымдары мен өсімдіктердің сорттары да жеке популяцияларға жатады.

Популяцияның генетикалық құрылымын ең алғаш статистикалық және генетикалық әдістерді  қолдана отырып дат генетигі В.Иоганнсен зерттеді. Оның 1903 жылы “Популяциядағы және таза линиялардағы тұқым қуалау” деген еңбегі жарық көрді. Бұл ілімді орыс генетигі С.С.Четвериков әрі қарай жалғастырып, дамытты.

Иоганнсен популяцияның генетикалық құрылымын зерттеу үшін объект ретінде өздігінен тозаңданатын асбұршақты алды, сөйтіп, оның тұқымдарының салмағын өлшеп, ірілерін бір бөлек, ұсақтарын бір бөлек іріктеді. Сонда олардың салмағы 550—750 және 150—370 мг болып шыққан. Содан соң ол тұқымдарды бөлек-бөлек еккен. Олардан өсіп шыққан өсімдіктердің тұқымдарын жинап алып, қайта өлшегенде ауыр салмақты (ірі) тұқымдардан өсіп шыққан өсімдіктердің дәндері орта есеппен 618,7 мг, ал жеңілдерінікі (ұсақ) 343,4 мг болған. Сонда, бұл тәжірибенің нәтижесі асбұршақтың сорт популяциясы генетикалық құрылымы жағынан әртекті дарақтардан тұратындығын және оның әрқайсысы таза линиялардың бастамасы бола алатындығын көрсетеді.

Сонымен, жоғарыда көрсетілгендей өздігінен тозаңданатын өсімдіктер популяциясының генотиптері және солар арқылы анықталатын белгілері көбінесе гомозиготалы (АА немесе аа) жағдайда болады. Сондықтан, олар таза линияларға жіктеле алады.

Ал жануарлар мен айқас тозаңданатын өсімдіктер популяциясының генотиптері еркін будандасу негізінде қалыптасады. Осыған байланысты олар көпшілігінде гетерогенді (Аа) болып келеді. Мұндай популяцияның генетикалық құрылымын зерттеудің бір жолы — жекелеген гендер бойынша гомозиготалы және гетерезиготолы дарақтардың таралу сипатын анықтау.

Мысалы, популяциядағы бір геннің екі түрлі өлшемі бойынша гомозиготалы АА және аа дарақтары сан жағынан бірдей дейік. Олардан А және а гендері бар аталық және аналық гаметалар тең мөлшерде түзіледі. Осындай гендері бар дарақтар будандасқанда мынадай нәтиже шығады:

Сонда F1-де доминантты гомозиготаның пайда болу жиілігі 0,25-ке, гетерозиготалардікі — 0,5-ке, рецессивті гомозиготалардікі — 0,25-ке тең. Ал келесі буында гамета түзілгенде қайтадан доминантты (А) аллелі бар гаметаның мөлшері 0,5-ке тең болады. Себебі 0,25-і гетерозиготадан (Аа) келеді, сол сияқты рецессивті (а) аллельді гаметаның мөлшері де 0,5-ке тең. Өйткені онда да 0,25 гетерозиготадан беріледі. Сөйтіп, бұл мысалдан еркін будандасу жағдайында әр буын сайын доминантты және рецессивті гендері бар гаметалардың мөлшері бір деңгейде, яғни 0,5 А және 0,5 а болатынын көреміз.

Бірақ кейде популяциядағы гомозиготалар санының тең болмайтындығы байқалады. Мысалы, қарабидайдың бір популяциясындағы сабағының түгі бар өсімдіктер, түгі жоқ өсімдіктерге қарағанда төрт есе көп болып келеді (4АА:1аа). Бұл жағдайда гаметалардың ара қатынасы 0,5 А:0,5 а емес, 0,8 А:0,2 а болады. Будандастыру нәтижесінде олардан мынандай үйлесім түзіледі:

Нәтижесінде әр жүз өсімдіктің орта есеппен 96-сы түкті (64 гомозигота, 32 гетерозигота), тек төртеуі ғана түксіз болып шығады.

Бұл жағдайда келесі буындарда да “А” аллелі бар гаметалардың мөлшері 0,8 (0,64 гомозигота АА-дан, 0,16 гетерозигота Аа-дан), ал “а” аллелі бар гаметаның мөлшері 0,2 (0,04 гомозигота аа-дан, 0,16 гетерозигота Аа-дан келеді) болады.



Харди—Вайнберг заңы. 1908 жылы ағылшын математигі Г.Харди мен неміс дәрігері В.Вайнберг популяциядағы генотип пен фенотиптің таралу жиілігін анықтайтын формула ұсынды. Ол кейіннен Харди—Вайнберг заңы деп аталды. Бұл формула бойынша гетерозиготалы организмдегі доминантты А аллелінің мөлшері Р деп, ал рецессивті а-ның мөлшері q деп белгіленеді. Осыдан келіп олардың ұрпақтарындағы ара қатынас мынандай болады:

Бұл алынғандарды жинақтағанда Харди—Вайнберг формуласы шығады:

Р2АА + 2РqАа + q2аа.

Енді осы келтірілген формуланы қолдануға тоқталайық. Мысалы, ірі қараның бір популяциясындағы мүйізділері 25% немесе 0,25, ал мүйізсіздер 75% немесе 0,75. Мүйізсіз белгіні доминантты А — гені, мүйізді белгіні рецессивті а — гені анықтайды. Гепотип аа-ның мөлшері бұл жағдайда 0,25 болғандықтан, жеке а аллелінің мөлшерін формулаға сәйкес былай табамыз:

Доминантты аллель А-ның мөлшері де осы формулаға сәйкес анықталады. p + q = 1-ге тең болғанда, Р = 1—q  болады. Сонда Р немесе А = 1 — а = 1 — 0,05 = 0,95. Осыдан келіп, популяциядағы доминантты гомозиготан, яғни генотип АА-ның мөлшері АА = p2 = 0,952 = 0,9025 шығады.

Енді рецессивті және доминантты генотиптердің мөлшеріне қарай гетерозиготалардың мөлшерін анықтауға болады. Формула бойынша ол:

Аа = 2pq = 2 ˙ 0,95 ˙ 0,05 = 0,095.

Сөйтіп, Харди—Вайнбергтің заңын пайдалана отырып белгілі бір фенотиптің мөлшерін есепке алудың негізінде популяциядағы генотиптің таралу сипаты анықталады.

Бұл заңдылықтың практикалық маңызы зор. Мысалы, адам популяциясындағы кейбір тұқым қуалайтын аурулардың таралу сипатын анықтауға болады. Алайда бұл формуланы қолданудың да белгілі бір шегі бар. Олар мыналар: ең алдымен гендердің кездейсоқ үйлесімі болу үшін популяциялардың мөлшерінің көп болуы, жаңа мутациялардың пайда болмауы; өзгеше генотиптері бар, бөтен көршілес популяцияның дарақтары келіп қосылмауы керек.

Өсімдіктер мен жануарлардың табиғи популяцияларына жүргізілген генетикалық зерттеулер олардың фенотип жағынан біркелкі болғанымен, түрлі рецессивті мутацияларға бай келетінін көрсетті. Ондай мутациялар генотиптері гетерозиготалы болып тұрғанда фенотип тұрғысынан ешқандай да білінбейді. Тек будандасу кезінде екі рецессивті аллель кезігіп, рецессивті гомозигота болғанда ғана білінеді. Мұндай жағдайда мутация тікелей табиғи сұрыптаудың бақылауына өтеді. Сөйтіп, академик И.И.Шмальгаузеннің сөзімен айтатын болсақ, әрбір түр мен популяция өзінде “тұқым қуалайтын өзгергіштіктің қорын” жинақтаған күрделі гетерозиготалы жүйе болып есептеледі. Ол популяцияның тіршілік жағдайы өзгергенде ғана табиғи сұрыптау арқылы жүзеге асырылады. Әр популяцияның өзіне тән гендік қоры болады. Гендік қор (генофонд) дегеніміз — популяцияның, түрдің немесе систематикалық топтың гендерінің жиынтығы. Әр популяцияның өзінің табиғи сұрыптаудың бағытына сәйкес өзгеру мүмкіндігі болады.



Табиғи сұрыптаудың түрлері. 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.

Қорытынды:



1. Өзгергіштіктің екі түрі бар. Олар:

а) фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік. Бұған модификациялық өзгергіштік жатады;

ә) генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік. Бұған мутациялық және комбинативтік өзгергіштіктер жатады.

2. Сыртқы орта жағдайларының әсерінен организм фенотипінің өзгеруін модификациялық өзгергіштік деп атайды.

Модификациялық өзгергіштіктің өзі белгілі бір реакция нормасымен шектеледі, яғни организмнің әрбір белгі-қасиетінің өзгеруінің белгілі бір шамасы болады.



Модификациялық өзгергіштік генотиптің өзгеруіне байланысты емес, сондықтан ол тұқым қуаламайды.

3. Модификациялық өзгергіштік статистикалық әдіспен зерттеледі. Статистикалық әдісті қолданудың негізінде белгілердің өзгеру шамасы пайызбен анықталады. Оны вариация коэффициенті (V) деп атайды.

4. Мутация дегеніміз — организм генотипінің, яғни хромосомалар мен олардың құрамды бөліктері — гендердің өзгеруіне байланысты кездейсоқ пайда болатын тұқым қуалайтын өзгергіштік.

5. Мутация ұғымын голландиялық ғалым Г. Де Фриз қалыптастырды. Ол 1901 жылы “Мутация теориясы” деп аталатын еңбегін жариялады.

6. Мутация тудыратын факторларды мутагендер дейді. Олардың үш түрі бар: физикалық, химиялық және биологиялық.

7. Мутация екі түрлі жолмен пайда болады: табиғи жағдайда кенеттен болатын секірмелі мутация және арнайы әсер ету арқылы қолдан жасалатын индукциялық мутация.

8. Генотиптің өзгеру сипатына қарай мутацияның төрт түрін ажыратады: гендік, хромосомалық, геномдық және цитоплазмалық.

9. Орыс генетигі Н.И.Вавилов “Тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі ұқсас қатарлар” заңын ашты. Оның мәні — шығу тегі жағынан бір-біріне жақын тұрған түрлер мен туыстарда болатын мутациялық өзгергіштіктер ұқсас болып келеді.

10. Алуан түрлердің пайда болуы мен сақталуы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарына байланысты.

11. Тұқым қуалаушылық, өзгергіштік және сұрыптау эволюцияның қозғаушы күштері болып табылатын факторлар екенін ағылшын ғалымы Ч.Дарвин анықтады.

12. Популяцияның генетикалық құрылымын ең алғаш дат генетигі В.Иоганнсен зерттеді. 1903 жылы оның “Популяциядағы және таза линиялардағы тұқым қуалау” деген еңбегі жарық көрді.

13. 1908 жылы ағылшын математигі Харди мен неміс дәрігері Вайнберг популяциядағы генотип пен фенотиптің таралу жиілігін анықтайтын формула ұсынды. Ол кейіннен Харди—Вайнберг заңы деп аталды.

14. Гендік қор (генофонд) дегеніміз — популяцияның түрлік немесе систематикалық топтық гендерінің жиынтығы.

15. Табиғи сұрыпталудың қозғаушы және тұрақтандырушы дейтін екі түрі бар.

Қозғаушы сұрыптау табиғаттағы түрлердің алуан түрлілігін қамтамасыз етеді. Тұрақтандырушы сұрыптау түрлердің тұрақтылығын сақтайды.
Каталог: userdata -> uploads -> u50210
uploads -> Өтен айгүл жақсылықҚызы кенен Әзірбаевтың әдеби шығармашылығы
uploads -> Балалардың сүйікті жыршысы (М.Әлімбаевтың шығармашылығына арналған әдістемелік құрал)
uploads -> Ахмет Жұбанов Ахмет Қуанұлы Жұбанов
uploads -> 1. Eр Төстік жер бетіне шыққан соң күресетін жауыздың иесін белгілеңіз
uploads -> Абай Құнанбаевтың педагогикалық көзқарасы (1845-1904) Абай Құнанбаев
u50210 -> Уа халайық мында кейбір жерлерінде қателер бар  балұстаұлы есбай
u50210 -> Бейнелік шығармалар мен мүсіндік композициялар
u50210 -> Батыс Қазақстан


Достарыңызбен бөлісу:
1   2


©engime.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

енгізу | тіркеу
    Басты бет


материалдарды жүктеу