ГЕНЕТИКА ЖӘНЕ ЭВОЛЮЦИЯЛЫҚ ТЕОРИЯ

Дарвин қалыптастырған эволюциялық теория негізгі үш факторға: өзгергіштік, тұқымқуалаушылық және табиғи сұрыпталуға негізделген. Дарвиннің пікірі бойынша сұрыптау үшін тұқым қуалау өзгергіштігі негізгі материал ретінде маңызды болып табылады. Қазіргі уақытта бұл қағида терең талданып жасалуда.

Қазіргі ғылыми деректер тұрғысында дарвиндік тұқым қуалау өзгергіштігінің негізі мутациялардан кұралған деп дәлелдеуге болады. Оларды эволюциялық процеске арналған бірінші реттік материал негізінде қарастырған жөн. Мутациялық өзгерістері бар особьтардың бірі басқа мутациялары бар екінші особьтармен будандасады. Бұдан гендердің жаңа үйлесімі, жаңа генотиптер пайда болады. Бұл өзгергіштік жаңа түрлердің түзілуіне әкеліп соқтыратын табиғи сұрыпталуға бірінші реттік материал береді.

Популяциялар генетикасы. Популяциялар түрдің өмір сүруінің негізгі формасы болып табылады. Эволюцияның бастапқы кезеңін нақтылы түсіну үшін популяцияларда жүріп жатқан генетикалық процестерді зерттеу қажет. Популяциялардағы генетикалық заңдардың әрекеті популяциялар генетикасы деп аталатын және эволюциялық теория үшін аса маңызды генетиканың дербес бөлімі зерттейтін нәрсе болып саналады. Генетиканың осы саласындағы кейбір негізгі қағидалармен танысайық.

Популяцияларда аллельдік жұптары: АА және аа бойынша ерекшеленетін доминантты және рецессивті формалар еркін буындасады делік. Мұнда бірінші ұрпақ буындарының бәрі гетерозиготалы, ал одан былай F₂-де және одан әрі келесі ұрпақтарында белгілер ажырайды. F₂-де генотиптердің арақатынасы – 1А + 2Аа + 1 аа болады. Еркін будансқанда келесі ұрпақтарда гомо және гетерозиготаның арақатынастары қандай болмақ? Әрбір генотипге канша және кандай гаметалар түзілетінін анықтап алсақ, мұны есептеп шығару қиын емес.

Гаметалар

А және а (аллельді гендер) гендері бар гаметалар тең санда еке- ні қарапайым есептен-ақ көрініп тұр. Демек, зигота түзілуде мынадай комбинациялар пайда болады:

Осындай арақатынас келесі ұрпақтарда да қайталанып отырады.

Гендердің салыстырмалы жиіліктері (соған сәйкес гомо және гетерозиготалары) еркін будандасу кезінде ұрпақтан ұрпаққа өзгеріссіз жетеді. Бұл заңдылық оны 1908 жылы анықтаған ғалымдардың атымен Харди-Вайнберг заңы деп аталады. Ал заң мына жағдайлар сақталса ғана орынды: гендердің кездейсоқ кездесіп комбинациялану мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін популяция едәуір көлемді болуы тиіс; белгілі гендерге қолайлылық немесе қолайсыздық тудыратын сұрыптау болмауы қажет; жаңа мутациялар пайда болмауы тиіс; осы түрге жататын көршілес популяциялардың басқа генотиптері бар особьтарында миграция болмау керек. Табиғи сұрыпталу әсер етіп, мутациялар жүретін болғандықтан, табиғаттағы популяцияларда бұл шарттар сақталмайды. Бұл популяциялардағы гендер тепе-теңдігінің бұзылуына әкеліп соқтырады.

Табиғи сурыпталу формалары.

Үнемі болып жататын мутациялық процесс және еркін будандасу салдарынан популяция көлемінде сырттай көрініс бермейтін тұқым қуалайтын өзгерістер (мутациялардың басым көпшілігі рецессивті) саны көбейіп, қорланып отырады. Эволюцияның бастапқы кездерінің барысын түсінуге арналған осы маңызды фактілерді дәлелдеген совет ғалымы С. С. Четвериков. Өсімдіктер мен жануарлардың табиғи популяцияларына жасалған генетикалық зерттеулер олардың фенотиптік біркелкілігі салыстырмалы болғанда әртүрлі рецессивті мутацияларға толы болатынын көрсетті. Клетканың бөліну кезіндегі екі еселену нәтижесінде пайда болған мутациялы хромосомалар біртіндеп популяциялардың арасына таралып кетеді. Гетерозиготалық күйде тұрғанда мутациялардың фенотиптігі білінбейді. Мутациялар толық жоғары дәрежедегі концентрацияға жеткен кезде, аллельді рецессивті гендері бар особьтар кездесіп бір-бірімен будандасуы ықтимал. Мұндай жағдайда мутациялар фенотиптігі бойынша көрініс береді де табиғи сұрыпталудың тікелей бақылауына енеді. Сөйтіп, әрбір түр және оның әрбір популяциясы күрделі гетерозиготалы жүйе болып табылады да академик И. И. Шмальгаузеннің айтуынша ол жүйеде «тұкым қуалау өзгергіштігінің коры» болады, бұл қор популяцияның тіршілік жағдайы өзгерген кезде табиғи сұрыпталу арқылы «іске қосылады» Әр популяцияның өзіне тән генофондысы бар. Генофонд - түрдің немесе басқа жүйелік топ популяциясы гендерінің жиынтығы.

Әрбір популяцияда табиғи сұрыпталудың бағытына сәйкес тез өзгере алатын мүмкіншілік мол.

Табиғи сұрыпталудың формалары. Генетикамен танысу бізге табиғатта жүріп жатқан сұрыпталудың әр қилы формалары жайындағы мәселені терең түсінуге және оны айқындауға мүмкіндік туғызады. Қоршаған ортаның әртүрлі жағдайларында табиғи сұрыпталудың әрекеті алуан түрлі сипатта болады. Пайда болған кейбір тұқым қуалайтын ауытқулар организм үшін пайдалы болғандай жағдай туды деп қаралық. Бұл жағдайда сұрыптау белгілі бір бағытқа бағдарланады. Бұл нақтылы бір бағытта фенотиптің біртіндеп өзгеруіне және реакция нормасының ауысуына соқтырады. Сұрыпталудың мұндай формасы қозғаушысұрыптау деп аталады. Мысалдар келтірелік. Өндірістік орталыққа таяу жердегі ауада күйе, түтін көп болады. Сол жердегі қайыңдардың діңдері қара-коңыр реңді болып келеді. Қайыңдарда мекендейтін көбелектердің - қайың мүркөбелектерінің арасынан кейде қоңырқай реңді мутанттар пайда болады. Селолық жерлердегі әдеттегі жағдайларда олар сұрыпталу арқылы жойылып кетеді, өйткені көбелектердің қара реңі қайыңның ақ қабығы көрінісінде жаксы байқалады және оларды құстар да жеп қояды. Түтінмен күйеленген қайыңдардағы жағдай басқаша. Бұл жағдайларда қайың көбелектері көзге аз түседі де, табиғи сұрыпталу арқылы олар сақталып қалады. Бұл сұрыпталуды жүзеге асыратын фактор - көбінесе осы көбелектермен қоректенетін құстар. Сұрыпталу өте қарқынды жүрген жағдайда, көбелектердің қоңырқай реңді популяциясы пайда болады. Мысалы, Манчестер қаласы маңындағы қайың мүркөбелектің қоңырқай формасы 20 жыл ішінде ақшыл форманы ығыстырып жіберді. Эволюция бейімділіктердің дамуында табиғи сұрыпталудың қозғаушы түрі негізгі роль атқарады. Мысалы, жылқының бес бақайлыдан бір бақайлыға қарай дамуы және т. б. сұрыпталулар нәтижесі.

Қозғаушы табиғи сұрыпталумен қатар табиғатта кеңінен таралған оның тағы бір формасы - тұрақтандырушы сұрыпталу. Салыстырмалы тұрақты жағдайларда тіршілік ететін түрлерде пайда болған өзгерістердің олар үшін қолайсыз болуы мүмкін. Мұндай жағдайда сол белгіні аз өзгертетін мутациялар ғана сақталады да реакция нормасының өте көлемділері көлемді өзгергіштік тудыратын мутациялар алынып тасталады. Тұрақтандырушы сұрыпталу әрекетіне мысал келтірелік. Бунақденелілер тозаңдандыратын өсімдіктердің гүл бөлігі шамалы өзгергіш келеді. Бұл гүл пропорциясының тозаңдандыратын бунақденелілердің мөлшеріне үйлесімділігіне байланысты және мұнда өзгергіштіктің көлемді болуы тозаңдану барысында қолайсыздық туғызады. Тұрактандырушы сұрыпталудың әрекетінен гүл пропорциясы және бөліктерінің мөлшері нығаяды.

Тұрақтандырушы сұрыпталудың басқа мысалы жоғарыда берілген. Англияда қарлы боранда орташа қанатты торғайлардың көшілігі тіршілігін сақтап қалған. Ұзын қанатты және қысқа қанаттылары көбірек қырылып қалған. Бұл жағдайда сұрыптау «норма сақтаған» тәрізді болады. Егер де түрдің тіршілік жағдайы ұзақ уакыт бойы өзгермесе, онда тұрақтандырушы сұрыптау өзгеруге көмектеспей, түрдің сол жағдайларға бейімделген белгілерін сақтап қалады. Түрдің тіршілігі өзгерсе, түр өзгеруімен, түр түзуде қозғаушы сұрыптау басты роль атқарады.

Сұрыпталудың қозғаушы және тұрақтандырушы формаларының табиғаттағы әрекеттері бір-бірімен тығыз байланысты. Айналадағы ортаның құбылмалы жағдайларында қозғаушы сұрыпталу организм түрлерін өзгертеді. Тұрақты ортада тұрақтандырушы сұрыпталу пайдалы форманы нығайтады

Популяциялардың генетикалық талдауы табиғаттағы организмдердің өзгеру сипаты жайында білімді едәуір тереңдетіп анықтай түседі және түрдің пайда болуы мен микроэволюцияның негізгі факторы - табиғи сұрыпталу әрекетінің механизмін жетік түсінуге мүмкіндік береді.

1. Полянский Ю.И. Жалпы биология. -Алматы, 1991. -299 б.