Генофондтағы элементарлы факторлардың әсерінен белгілі бір гендердің жиілігі өзгереді, бұл популяцияның генотипі мен фенотипінің өзгеруіне әкеледі, ал табиғи сұрыптауға ұзақ әсер еткенде оның дифференциациясы жүреді.
Микроэволюция дегеніміз не
Микроэволюция – генофондтың өзгеруіне немесе тіпті жаңа түрдің пайда болуына әкелетін эволюциялық факторлардың әсерінен популяцияның өзгеруі.
Эволюция факторларын кез келген процестер немесе құбылыстар деп атауға болады. Олардың арасында генетикалық құрамды өзгертетін мутациялар, оқшаулану, генетикалық дрейф, популяция толқындары бар.
Кез келген популяцияның мөлшері үнемі өзгеріп отырады. Мұның себептері биотикалық және абиотикалық сипаттағы әртүрлі әсерлер. Популяцияның мұндай ауытқуы мерзімді болып табылады. Демек, популяциядағы особьтардың саны көбейгеннен кейін ол азаяды. 1905 жылы С. С. Четвериков бұл заңдылықты популяциялық толқындар деп атады. Егер сіз популяциялық толқындарға мысал келтірсеңіз, онда бұл жыртқыштар санының ауытқуы, Австралиядағы шегірткелердің немесе қояндардың көбеюі болуы мүмкін. Тағы бір мысал - леммингтердің өршуіБұрын Еуропада тіркелген арктикалық немесе оба індеттері.
«Өмір толқынының» сипаты
Бұл толқындар барлық тірі организмдерге тән. Олар мерзімді немесе мерзімді емес болуы мүмкін. Периодтық көбінесе қысқа өмір сүретін организмдерде – жәндіктерде, біржылдық өсімдіктерде, сонымен қатар көптеген микроорганизмдер мен саңырауқұлақтарда байқалады. Ең қарапайым мысал сандардағы маусымдық өзгерістер болуы мүмкін.
Популяцияның мерзімді емес толқындары бірнеше күрделі факторлардың тіркесіміне байланысты. Әдетте, олар биогеоценоздағы тірі ағзалардың бір емес, бірнеше түріне қатысты, сондықтан олар түбегейлі қайта құрылымдауға әкелуі мүмкін.
Популяциядағы особьтар санының өзгеруінің ішінде табиғи жаулары жоқ жаңа аймақтарда организмдердің кейбір түрлерінің кенеттен пайда болуын ерекше атап өту керек. Табиғи «апаттармен» байланысты және биогеоценоздың немесе бүкіл ландшафттың бұзылуымен көрінуі мүмкін популяциядағы күрт циклдік емес өзгерістерді де атап өткен жөн. Сонымен, бірнеше құрғақ жаз мезгілі айтарлықтай аумақты өзгертуі мүмкін - батпақтар мен құрғақ шалғындардың көп мөлшерінде шалғындық өсімдіктердің пайда болуына себеп болады.
Популяциялық толқындардың пайда болу себептерін көрсетсеңіз, онда тірі ағзалардың бір-бірімен және қоршаған орта факторларымен қарым-қатынасын ғана емес, адамның әсерін де есте ұстаған жөн.
«Өмір толқынының» эволюциялық мәні
Кез келген популяцияның мөлшері күрт азайған жағдайда, тек бірнеше даралар қалуы мүмкін. Сонымен бірге олардың гендердің (аллельдердің) жиілігі бастапқы популяциядағыдан өзгеше. Егер популяциядағы особьтар санының күрт төмендеуінен кейін күрт өсу байқалса, онда популяциядағы особьтар санының өсуінің жаңа ошақтарының басын организмдердің қалған шағын тобы береді. Сондықтан популяциялық толқындар генофондқа әсер етеді деуге болады, өйткені берілген топтың генотипі бүкіл популяцияның генетикалық құрылымын анықтайды.
Сонымен бірге популяциядағы мутациялар жиынтығы және олардың концентрациясы кездейсоқ түрде күрт өзгереді. Сонымен, мутациялардың белгілі бір бөлігі мүлдем жоғалып кетеді, ал кейбіреулері кенеттен өседі. Қорытындылай келе, эволюциялық фактор ретінде популяциялық толқындар өте маңызды деп айта аламыз, өйткені қарқынды іріктеу жағдайында сирек мутациялар селекцияға ауыстырылған кезде олар эволюциялық материалдың негізгі жеткізушісі болып табылады.
Сонымен қатар, өмір толқындары басқа абиотикалық немесе биотикалық ортаға бірқатар мутацияларды немесе генотиптерді уақытша әкеле алады. Осыған қарамастан, популяциялық толқындар мен мутациялардың тіркесімі де эволюциялық процесті қамтамасыз етпейді. Сізге бір бағытта әсер ететін фактордың әрекеті қажет (бұл, мысалы, оқшаулау).
Оқшауланудың популяция санына әсері
Бұл фактор эволюциялық тұрғыдан өте маңызды, өйткені ол бір түр жағдайында жаңа белгілердің пайда болуын қоздырады және әртүрлі түрлердің бір-бірімен қиылысуына жол бермейді. Айта кету керек, географиялық оқшаулану жиі байқалады. Оның мәні мынадажалғыз аймақ жыртылған, ал оның әртүрлі бөліктерінен жеке адамдардың қиылысуы мүмкін емес немесе қиынға соғады.
Оқшауланған популяцияда мутациялар кездейсоқ дамып, табиғи сұрыпталу нәтижесінде оның генотипі барған сайын әртүрлі болатынын атап өткен жөн. Сонымен қатар, экологиялық оқшаулану және әртүрлі биологиялық механизмдер бар, олар әртүрлі түрдегі даралардың еркін араласуына жол бермейді. Мысал ретінде кесіп өту орнына немесе уақытына қатысты әртүрлі қалаулар, сондай-ақ, мысалы, жануарлардың әртүрлі мінез-құлқы немесе жыныс мүшелерінің әртүрлі құрылымы болуы мүмкін, бұл кесіп өтуге қосымша кедергі болады.
Қорытындылай келе, оқшаулаудың әртүрлі түрлері жаңа түрлердің пайда болуына ықпал етеді, бірақ сонымен бірге түрдің генетикалық құрылымын сақтауға көмектеседі.
Гендер дрейфі
Кез келген шағын популяциядағы гендер санының кездейсоқ өзгеруі елеулі салдарға әкелуі мүмкін, өйткені ол аллель жиілігінің өзгеруіне әкелуі мүмкін. Аллель жиілігіндегі кездейсоқ өзгерістер генетикалық дрейф деп аталады. Бұл процесс бағытсыз болып табылады. Оны алғаш рет генетиктер Н. П. Дубинин мен Д. Д. Ромашов ашты.
S. Райт генетикалық дрейфтің кездейсоқтығына қатысты растау алды. Зертханада ол белгілі бір ген бойынша гетерозиготалы аналық және аталық дрозофиланы кесіп өтті. Осыдан кейін қалыпты және мутантты геннің концентрациясы 50% болатын ұрпақтар алынды. арқылыбірнеше ұрпақ бойы кейбір особьтар мутант гені үшін гомозиготалы болды, кейбіреулері оны мүлдем жоғалтты, ал даралардың басқа бөлігінде мутантты да, қалыпты ген де болды.
Мутантты тұлғалардың өміршеңдігі төмендегеннің өзінде және табиғи сұрыпталудың әсерінен мутант аллель қалыптыны толығымен ауыстырып, белгілі бір популяциялық толқындарды тудыруы мүмкін екенін атап өткен жөн.
Популяциялық толқындардың этиологиясы
Популяцияның сандық сипаттамаларына әсер етуі мүмкін барлық себептердің ішінде жетекші орынды климаттық жағдайлар алады, ал биотикалық факторлар екінші қатарға ауыстырылады. Түрлердің әртүрлілігі төмен болған кезде популяциядағы особьтардың саны ауа райына, қоршаған ортаның химиялық құрамына, сондай-ақ ластану дәрежесіне байланысты.
Популяция санының өзгеруін алдын ала анықтайтын популяциялық толқындардың себептері оның тығыздығына немесе осы параметрге тәуелсіз әсер ететінін атап өткен жөн.
Абиотикалық және антропогендік факторлар, әдетте, популяцияның тығыздығына байланысты емес. Биотикалық әсер оған көбірек тәуелді. Эволюция барысында популяциядағы даралар санының өсуін тежейтін ең тиімді механизм болып табылатын аумақтық мінез-құлықты атап өткен жөн. Сонымен, жеке тұлғалардың қызметі сәйкес кеңістікпен шектеледі. Сандардың көбеюімен ресурстар үшін ішкі түрдегі бәсекелестік немесе тікелей антагонизм (бәсекелестерге шабуыл) дамиды.
Популяция толқындары мінез-құлыққа да байланыстыжоғары популяциямен жаппай көші-қон инстинктінің пайда болуымен сипатталатын реакциялар. Стресс реакциясы да дамуы мүмкін, онда индивидтер фертильділікті төмендететін және өлімді арттыратын физиологиялық ерекшеліктерді дамытады. Сонымен, оогенез және сперматогенез процесі бұзылып, түсік түсіру жағдайлары жиілеп, бір ұрпақтағы особьтардың саны азайып, жыныстық жетілу кезеңі ұзарады. Сонымен қатар, ұрпақты күту инстинкті төмендейді, мінез-құлық өзгереді - агрессивтілік күшейеді, каннибализм және қарама-қарсы жыныстағы адамдарға адекватты емес реакция байқалуы мүмкін, бұл ақыр соңында популяцияны азайтады.
Популяциялар санының өзгеру ерекшеліктері
Популяцияның белгілі бір аумаққа таралуымен немесе сандардың жергілікті ошақтарымен байланысты көптеген экологиялық процестер жоғарыда айтылғандай «өмір толқыны» деп аталатын ерекше толқындарға ұқсайды. Типтік мысал - орманның шектеулі аймағында жәндіктер зиянкестерінің санының кенеттен өсуі. Қолайлы жағдайларда жәндіктер көбірек жаңа аумақтарды басып алады, бұл олардың тығыздығының жоғарылауының немесе популяциялық толқын деп аталатын таралудың әдеттегі суреті. Ұтқырлық пен популяцияның белгілі бір ерекшеліктерін біле отырып, осы толқынның таралу жылдамдығын және басқарудың ықтимал әдістерін оңай есептеуге болады.
Сол сияқты эпидемиялық толқындарды сипаттауға болады, сондықтан бұл теория сәттітүрлі аурулардың таралу сипатын және бұл процестің жылдамдығын анықтау үшін қолданылады.
Сонымен қатар, белгілі бір популяция алып жатқан аумақта белгілі бір геннің таралу сипатын сипаттайтын популяциялық-генетикалық толқындарды атап өткен жөн.
Популяциялық толқындардың әсер ету механизмі
Популяция толқындарын үлгі мысалы арқылы сипаттауға болады. Сонымен, жабық қорапта 500 қара және бірдей ақ шарлар бар, бұл аллельдердің жиілігіне P-0, 50 сәйкес келеді. Егер кездейсоқ 10 шарды алып тастасақ және оның 4-і қара, 6-сы ақ деп есептесек., содан кейін, тиісінше, аллель жиілігі 0,40 және 0,60 болады.
Егер сіз 400 қара және 600 ақ қосу арқылы шарлар санын 100 есе арттырсаңыз, содан кейін кез келген 10-ды кездейсоқ таңдасаңыз, олардың түс қатынасы түпнұсқадан айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін, мысалы, 2 қара және 8 ақ. Бұл жағдайда аллель жиілігі сәйкесінше P-0,20 және P-0,80 болады. Егер үшінші үлгіні алсақ, онда таңдалған 10 шардың ішінен 9 ақ шардың шығу мүмкіндігі бар, тіпті олардың барлығы да шығады. ақ бол.
Табиғи популяциялардағы аллельдер жиілігінің кездейсоқ ауытқуларын осы мысалдан бағалауға болады, бұл белгілі бір геннің концентрациясын азайтуы немесе арттыруы мүмкін.
