ГЕНЕТИКА ЖӘНЕ ЭВОЛЮЦИЯЛЫҚ ТЕОРИЯ

Популяциялар генетикасы. Эволюциялық теорияны генетикамен байланыстыра отырып зерттеген, орыс генетигі С. С. Четвериков (1882-1959) болды. Ол эволюциялық дамудың негізгі элементтері популяциядан басталатынын дәлелдеді. Фенотиптері біркелкі өсімдіктер мен жануарлардың табиғи популяцияларына жасалынған генетикалық зерттеулер, популяция рецессивті мутацияларға толы болатынын дәлелдеді. Сонымен, эволюцияның қоры популяцияда рецессивті ген түрінде болады.

Мутациялардың қанықпасы әбден жоғарылаған кезде, аллельді рецессивті гендері бар даралардың будандасуы мүмкін. Бұл кезде мутациялар фенотипке білініп, табиғи сұрыпталудың бақылауында болады. Мутациясы бар популяция даралары мен мутациясы жоқ даралар будандасқан жағдайда гетерозиготалы даралар пайда болып отырады. Сөйтіп, популяциядағы әрбір түр күрделі гетерозиготалы жүйе болып табылады. Табиғи жағдайларда әр популяцияның өзіне тән генофондысы болады.

Генофоңд - түрдің немесе басқа жүйелік топ популяциясы гендерінің жиынтығы. Популяцияның генетикалық құрылымы дегеніміз - ондағы әр түрлі генотиптер мен аллельдік гендердің өзара қатынасы. Енді арақатынастардың ұрпақтарда берілу заңдылығын қарастырайық. Мысалы, дрозофиланың популяциясында сүр денелі «АА» даралардың саны қара денелерге «аа» қарағанда 4 есе көп болады. Сондықтан бұл популяцияның 0,8-нің аталық және аналық гаметаларында “А” гені, ал 0,2-де “а” гені болады. Мұндай жағдайда Ғі-дегі генотиптердің қатынасы мынандай:

Немесе 0,64АА : 0,32Аа : 0,04аа. F1-де “А” гені бар гаметалар 0,80 жиілікте (АА-дан 0,64 + Аа-дан 0,16), ал “а” гені бар гаметалар 0,20 жиілікте (аа-дан 0,04 + Аа 0,16), яғни бастапқы формаларының жиілігіндей болады. Сонымен Ғ₂-дегі генотиптердің қатынасы да (сондай-ақ келесі үрпақтарда да) осындай болады: 0,64АА : 0,32Аа : 0,04 аа.

Осы бейнеленген гендердің салыстырмалы жиіліктері еркін будандасу кезінде ұрпақтан-ұрпаққа өзгеріссіз беріліп отыратынын 1908 жылы ағылшын математигі Харди мен неміс дәрігері Вайнберг дәлелдегендіктен, бұл заңдылық Харди-Вайнберг заңы деп аталды.

Популяциядағы тұқым қуалау өзгергіштігінің қоры мутация болып табылады. Мутацияның доминантты формасы өте сирек болады да, сұрыпталудың негізгі материалы болып жұмсалынып кетеді, нәтижесінде популяциядағы даралардың гендері гетерозиготалы күйде болады. Академик И. И. Шмальгаузеннің айтуы бойынша әрбір түр және оның әрбір популяциясы күрделі гетерозиготалы жүйе болып табылады деген.

Рецессивті мутация гетерозиготалы гендері бар ағзалардың фенотипінде білінбейді, ол популяциядағы сұрыптаудың бақылауында болады. Популяцияда жүретін сүрыптау тұрақтандырушы және қозғаушы болып екіге бөлінеді.

Тұрақтандырушы сұрыптау. Салыстырмалы тұрақтьі жағдайларда түрдің ұзақ уақыт тіршілік етуін қамтамасыз ететін сұрыптауды тұрақтандырушы сұрыптау деп атайды. Егер ағзалардың тіршілік жағдайы өзгермесе, түрдің сол ортаға бейімделген белгілерін тұрақтандырушы сұрыптау сақтап қалады. Мысалы, мезозой заманында пайда болған өсімдіктердің тозаңдану формалары (айқас тозаңдану, өздігінен тозаңдану, желмен, жануарлар және бунақденелілер, арқылы, т. б.) осы уақытқа дейін өзгеріссіз келді. Бунақденелілер тозаңдаңдыратын өсімдіктердің гүл бөлігі шамалы өзгергіш болғанымен де, тұрақтаңдырушы сұрыптаудың әрекетінен гүлдің жалпы көлемі мен жеке бөліктерінің мөлшері өзгермейді.

Мезозой заманы триас кезеңінің тұмсықбастылар отрядына жататын гаттерия түрі осы уақытқа дейін өзгеріссіз Жаңа Зеландияда мекен етеді.

Қазақстанда кеңінен таралған ақбөкен кайнозой заманының төрттік (антропоген) кезеңінен бері қарай орта жағдайлардың түрлі өзгерістеріне қарамастан сақталып келеді.

Англияда торғайлардың қанаты жөнінен өзгерісі бар үш түрі болған. Ұзын қанатты, қысқа қанатты және орташа қанатты түрлері. Қарлы боранда орташа қанатты торғайлар көп сақталынған.

Тұрақтандырушы сұрыптауға су хайуанаттарының (балықтың) жүзбеқанаттары, дене пішінінің сүйірлігі, желбезек арқылы тыныс алуы, т. б. жатады. Құрлық хайуанаттарының әр түрлі белгілері құрлыққа бейімделудің мысалы бола алады.

Қозғаушы сұрыптау. Популяцияда жүретін сұрыпталулардың біріне қозғаушы сұрыптау жатады. Сұрыптаудың бұл формасы ағзалардың ортасының біртіндеп өзгеруіне байланысты болады. Мысалы: бұрын таза ауасы бар қала индустрияланды делік. Осыған байланысты зауыт-фабрикалардан шыққан көмірқышқыл газынан ақ қайыңның діңі біртіндеп қараяды. Бұрын ақ қайыңның шырынымен сол ортаға бейімделген ақ көбелектер қоректенсе, енді қайың діңінің өзгеруіне байланысты ақ көбелектер жауына тез көрінетін болады. Табиғи сұрыпталудың салдарынан ақ реңді көбелектер ол жерден ығыстырылып, оның орнына қоңыр реңді көбелектер пайда болады. Оған Манчестер қаласы маңындағы қоңырқай қайың мүркөбелегінің 20 жыл ішінде ақшыл көбелекті ығыстырып жібергені дәлел. Тағы бір мысалы: В. О. Ковалевский зерттеген жылқының эволюциясына назар аударайық. Орта жағдайының өзгеруіне байланысты эволюциялық дамудың нәтижесінде: эогиппус - меригиппус - гиппарион - қазіргі кезеңдегі жылқы, бұл түрдің пайда болуы да қозғаушы сұрыптаудың салдары.

Тұрақтандырушы және қозғаушы сұрыптаулар табиғи сұрыпталудың түрлері болып табылады.

Бұл сұрыптаулардың эволюциялық дамудағы маңызы өте зор. Тұрақтандырушы сүрыптау түрдің тұрақтылығын сақтаса, қозғаушы сұрыптау табиғаттағы түрдің алуан түрлілігін қамтамасыз етеді.