Қазіргі әлемде бізді қоршаған барлық нәрселерді техникалық терминдермен атау әдетке айналды. Көбею механизмі … Ғалымдар жаңа өмірдің туу ғажайыбын осылайша «шомылдыру рәсімінен өтті».
Кез келген құрамдас бөлігі өте үйлесімді, алуан түрлі және сонымен бірге алмастырылмайтын ғажайып, кейде адамды таң қалдыруға болады. Көптеген мыңдаған жылдар бойы адамзат жұмыртқа мен тауықтың біріншілігі туралы сұрақты толғандырады және табиғат барлық сұрақтарға ұзақ уақыт бойы жауап берді. Жеке түрдің тұрақтылығын сақтаудағы және сонымен бірге жабайы табиғатта әртүрлі белгілерді алудағы рационализм мен шешімдердің әртүрлілігі теңдесі жоқ.
Өмірдің генетикалық негізі
Осы құрылғылардың бірі – ұрпақ алмасуы. Жануарлар мен өсімдік түрлерінің әртүрлілігі генетикалық материалдың әртүрлі комбинацияларын жасау арқылы қол жеткізіледі. Ұрпақтардың алмасуы – негізінен көптеген өсімдіктерде және төменгі сатыдағы омыртқасыздарда кездесетін, қоршаған ортаның өзгермелі жағдайында түрді сақтаудың ерекше түрі. Ол жыныстық және жыныссыз көбеюдің өзгеруін білдіреді.
Көбеюдің бір немесе басқа әдісінің іске қосылуына не себеп болады және олар қандай мақсаттарды көздейді? Бұл сұраққа жауап беру үшін жыныстық және жыныссыз көбеюдің не екенін және олардың бір-бірінен қалай ерекшеленетінін, биологиялық түрге қандай артықшылықтар мен кемшіліктер әкелетінін тереңірек түсіну керек.
Жыныстық көбею
Жыныстық көбею процесі әрқайсысы өздігінен ДНҚ-ның спиралді қос тізбегіндегі хромосомалардың жеке жиынтығының тасымалдаушысы болып табылатын екі дараның жаңа өмірін құруға қатысуды қамтиды. Бұл генетикалық материалдың бірегей жиынтығы осы жеке тұлғада және тек оның бойындағы белгілі бір белгілердің болуымен көрінеді, ол ішінара ұрпағына береді.
Әрқайсысы түрдің әлеуетті мұрагеріне хромосомалардың жарты жиынтығын беретін екі дара жыныстық көбею процесіне қатысқанда, келесі ұрпақ екі ата-аналық организмнің де сипаттамаларына ие болады. Сондықтан ұрпақ алмасуы жыныстық көбею арқылы көбейетін қарапайым да, күрделі тіршілік формаларында да байқалады.
Түрдің генофондына жыныстық көбею қандай үлес қосады
Тіпті салыстырмалы түрде шағын популяцияның ішінде, генетикалық материалдың комбинацияларының жиынтығы шексіз кең болуы мүмкін. Көбеюдің бұл түрі түр популяциясының генетикалық фонына әртүрлілікті енгізу саясатын жүргізеді. Әртүрлілікке белгілі бір түрдің әр түрлі жаңа үлгілерін белгіленген популяция ішінде пайдалану арқылы да қол жеткізуге болады.жолдары сырттан енуі мүмкін. Немесе, мысалы, өсімдіктерде немесе кейбір целентераттарда, желді, суды немесе жәндіктерді қолданатын «үйге жеткізілген» жыныс жасушалары есебінен.
Жыныстық көбеюдегі маңызды сәт оған негізінен дені сау және ең күшті адамдардың қатысу мүмкіндігін көрсету болып табылады. Осылайша, көбеюдің бұл түрі табиғи сұрыптауды жүзеге асыруға мүмкіндік береді, бұл осы түрдің пайдасына жұмыс істейтін белгілерді бекіту мүмкіндігіне ықпал етеді.
Жыныссыз көбею особьтар санының көбейтіндісінің формуласы ретінде
Ұрпақтар алмасуы – жыныссыз көбею маңызды рөл атқаратын түрді көбейту және сақтау үшін қолданылатын жүйе. Оның артықшылықтарының ішінде белгілі бір биологиялық түр үшін қолайлы қоршаған орта жағдайлары туындаған кезде популяция санын жылдам арттыру мүмкіндігін сенімді түрде атап өтуге болады. Бұрыннан бар гендік комбинацияларды бірнеше рет клондау арқылы популяцияның генетикалық қорын сақтау және жақсарту, бұл түрдің осы комбинациялардың әрі қарай жыныстық көбеюге қатысу мүмкіндігін айтарлықтай арттырады.
Әртүрлі патшалықтардағы фенотиптердің кезектесуі
Балдырлардағы ұрпақтардың алмасуы температуралық фонға, судың химиялық құрамына (әсіресе ондағы тұз концентрациясына), тәуліктік жарық кезеңінің ұзақтығына, жарықтандырудың қарқындылығына және жыл мезгілдерінің ауысуына байланысты.. Барлық осы факторлар белгілі бір репродуктивті жасушалардың өндірісін реттейді. Кейбір өсімдіктер жыныссыздардың негізін құрайтын споралар түзедікөбейеді және спорофиттер деп аталады. Көбею үшін жыныстық көбею үшін гаметаларды (ядросында бір ғана хромосома жиынтығы бар жыныс жасушасы) түзетін өсімдіктерді гаметофиттер деп атайды. Жыныс жасушаларының екі түрін де (гаметалар мен споралар) тудыратын балдырлар бар және оларды сәйкесінше гаметоспорофиттер деп атайды. Барлық осы типтегі балдырлар бір-бірінен морфологиялық жағынан да, биологиялық жағынан да ерекшеленуі мүмкін. Сонымен, спорофит түріндегі қызыл балдыр Porphyra Tenera бір қатарда тармақталған, субстратқа енетін жіптерге ұқсайды, олар әктас жыныстар немесе моллюскалар қабықшалары болуы мүмкін.
Бұл түрдің спорофиттері үлкен тереңдікте өмір сүреді, аз жарықты жақсы көреді. Жыныстық көбеюге арналған жасушаларды өндіруге қатысатын особьтар (гаметофиттер) қарқынды жарықтандыру кезінде таяз тереңдікте ағын және ағын аймағында пластиналар түрінде өмір сүреді. Қызыл балдырлар неғұрлым жоғары ұйымдасқан бола отырып, ең алуан түрлі және ең күрделі даму циклдерін көрсетеді, оларда тіршілік циклі кезінде бір түрге жататын организмдердің тіршілік етуінің әртүрлі формаларының өзгеруі – гетероморфты даму жүреді.
Кімге гаметоспорофиттер арқылы көбею тән
Гаметоспорофиттер жасыл, қоңыр және қызыл балдырлардың көптеген түрлеріне тән. Ұрпақтардың алмасуы оларда әр түрлі уақытта және қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне байланысты екі типтегі репродуктивті жасушалардың: споралар мен гаметалардың өндірісінде байқалады. Фенотиптегі белгілердің көріністері мен сәйкестігі арасындағы сәйкестікқоршаған ортадағы өзгерістер – таңдаудың қозғаушы формасын қамтамасыз ететін негізгі эволюциялық фактор.
Өсімдіктер мен жануарлардағы ұрпақтардың алмасуы: екі түрлі патшалықтың ұқсастықтары қандай
Тірі әлемді 4 патшалыққа бөлетін классификация биология ғылымын зерттеудің алғашқы кезеңдерінде қабылдауды айтарлықтай жеңілдетеді. Дегенмен, тереңдетілген курспен қолданыстағы классификацияда көптеген аралық жағдайлар бар екені белгілі болады. Осылайша, целентераттардағы ұрпақтардың алмасуы ерекше қызықты сипатқа ие. Тіршілік циклінде жыныстық және жыныссыз көбею ұрпақтары әртүрлі сыртқы көрініске ие, түбегейлі басқа өмір салтын жүргізеді, әртүрлі жерлерде өмір сүреді және әртүрлі тамақтанады. Метагенезде тіршілік формаларының кезектесуі байқалады: полиптер мен медузалар. Субстратқа бекітілген полиптер отырықшы өмір салтын жүргізеді. Полиптер аналық организмнен генетикалық құрамы бойынша бірдей жаңа туған даралардың бүршіктенуі арқылы жыныссыз көбеюімен сипатталады, олар да өмірлерін полип түрінде өткізеді. Тамақтану судың массасын сүзу арқылы жүзеге асырылады, оның ағынымен организмге тамақ ретінде қызмет ететін микроскопиялық органикалық бөлшектер әкелінеді.
Полиптер үлкен қауымдастықтарды ұйымдастыра алады. Сол сияқты, целентераттардағы ұрпақтардың алмасуы ұзақ уақыт бойы коралл рифтері түріндегі полиптердің колониялық формаларын жасайды. Әрбір түр үшін жеке болатын белгілі бір жағдайлар туындаған кезде (температураның, уақыттың өзгеруіжылдар, су асты ағыстарының өзгеруі, ай фазасы, қоныс аудару уақыты және т.б.), полиптер кішкентай медузалар бүршіктері. Медузалар қозғалмалы, су бағанасында оңай қозғалады және қоректену тәсілі бойынша жыртқыштар. Жыныстық даярлық жасына дейін өскен медузалар жынысты көбею арқылы түрдің даму циклін жалғастырады. Ұрықтанған жасушалардан қозғалғыш дернәсілдер дамиды, олар түбіне шөгіп, субстратқа жабысып, қозғалғыштығын жоғалтып, полипке айналады. Ұрпақтардың алмасуы – түрдің үнемі жабылып, өзінің бастапқы кезеңіне оралатын, бірақ хромосомалардың басқа жиынтығымен, демек, әр түрлі белгілермен жүретін өмірлік циклі.
Мүктер жыныстық жолмен де көбейеді
Ұрпақ алмасуы жоғары сатыдағы өсімдіктерде, соның ішінде мүктерде байқалады. Өсімдіктердің бұл бөлінісінің тіршілік циклінің сипатты белгісі – біз байқайтын жапырақ тәрізді өсінділері мен тамыр тәрізді өсінділері бар жасыл көпжылдық өсімдік түріндегі гаметофит басым тіршілік ету формасы. Мүктердегі ұрпақтардың кезектесуін спорофит қамтамасыз етеді, ол даму циклінің жыныссыз кезеңі болып табылады, споралары бар сабақтағы шағын жәшікпен бейнеленген, гаметофитпен аяқ арқылы байланысады, ол арқылы споралардың физиологиялық қамтамасыз етілуі жүреді. Спорофит қысқа өмір сүреді және өздігінен тамыр сала алмайды. Споралар пісіп, бөртпе пайда болғаннан кейін кебеді.
Неге биологияда 1+1=3
Жоғарыда айтылғандарды айта отырып, көбеюдің екі әдісінің де өзіндік эволюциялық мәні бар деген қорытынды жасауға болады. Ұрпақтар алмасуы – бұл процесстабиғи сұрыпталудың арқасында фенотипте көрінетін қажетті белгілердің шоғырлануын және қажетсіздерін қабылдамауын қамтамасыз ету. Жыныссыз көбею жағдайында ғана стихиялық мутациялар табиғи сұрыпталудың «сотына беріледі», ал жыныстық көбеюде мутациялардан басқа фенотипте ата-аналық даралардың екеуінің де белгілері пайда болады.
Неліктен эволюциялық биологияда жыныстық көбею туралы айтқанда екі бірліктің қосындысы екіге тең емес (1+1≠2)? Өйткені ұрықтандыру нәтижесінде бала ешбір ата-анаға ұқсамайтын гендер жиынтығын алады. Жеке адам аналық немесе әкелік генді алып жүрмейді, бірақ ата-анасынан алынған ақпарат негізінде дамиды. Ол үшінші, бірегей және қайталанбас генотиптің тасымалдаушысы болады, сондықтан биологтар математикалық мысалды сәл басқаша шешеді. Бұл өсімдіктер мен сүтқоректілердің ұрпақтарының алмасуын қамтамасыз етеді, бұл жерде генетикалық материалдың әрбір жаңадан туылуымен ол күрделірек, талғампаз және мінсіз болады!
