Экологиядағы, эволюциялық теориядағы, популяциялық биологиядағы және басқа ғылымдардағы сұрақтар жиі өзгергіштік (белгілі және белгісіз) ұғымын қамтиды. Бұл түрлердің шығу тегін, олардың қоршаған ортаның өзгеретін жағдайларына бейімделу қабілетін түсінудің негізі болып табылады. Бұл принциптер қазіргі селекция мен молекулалық биологияның негізінде жатыр. Бұл ұғымдардың нені білдіретінін анықтауға тырысайық.
Өзгергіштік түрлері
Бұл ұғымдарды тұқым қуаламайтын және тұқым қуалайтын өзгергіштік деп те атайды. Белгілі және белгісіз өзгергіштіктің айырмашылығы неде? Біріншісі сыртқы факторларға жауап ретінде жеке адамдар тобында пайда болады. Ол реакция нормасының мәнімен реттеледі. Мысал ретінде аюдың қысқы ұйқысын, ит пальтосының тығыздығын, одуванчик сабағының ұзындығын еске түсіруге болады. Егер сіз қоршаған орта жағдайын өзгертсеңіз, бұл белгілер пайда болмауы мүмкін. Сонымен, егер сіз жасанды түрде азық-түлік молшылығын және жыл бойы жылы температураны жасасаңыз, онда аю қыс бойы ұйықтамайды. Қыста үй ішінде өмір сүретін иттің астарлы пальтосы тізбекті ауладағы иттерге қарағанда әлдеқайда аз болады. Тұрақты шөп шабумен, одуванчикақысқа сабақ ұзындығымен өседі, бұл оның гүл сабын қалыптастыруға және кесуден аулақ болуға мүмкіндік береді. Әрине, мұндай белгілер генетикалық жолмен берілмейді.
Тұқым қуалайтын өзгергіштік особьтар тобында спонтанды мутация ретінде пайда болады және ұрпақтар арқылы тұқым қуалайды. Дегенмен, барлық мутациялар пайдалы емес. Олардың көпшілігі пайдасыз немесе зиянды болады. Табиғи сұрыптау тек кейбір өзгерістерді қолдайтын болады. Бұл қасиет эволюцияның негізі болып табылады, өйткені ол организмнің қоршаған орта өзгерістеріне бейімделуіне, өмір сүруге ықпал ететін қасиеттерге ие болуына мүмкіндік береді. Осы түрге толығырақ тоқталайық.
Белгісіз өзгергіштікті зерттеу тарихы
Түрлердің пайда болуына әсер ететін факторларды атап өткенде, осы аттас кітаптың және эволюция теориясының авторы Чарльз Дарвинді айтпай кетуге болмайды. Әрине, қазіргі уақытта бұл теория аяқталды және синтетикалық деп аталады. Дегенмен, негізгі ұғымдар мен принциптің сипаттамасы өзгеріссіз қалды.
Дарвин бойынша, анықталмаған өзгергіштік – – «бір түрдегі дараларды ерекшелейтін және олардың ата-аналарының бірінен немесе одан да көп тұқым қуалаушылықпен түсіндіруге болмайтын шексіз әртүрлі ұсақ белгілер. алыстағы ата-бабалар». Тірі организмнің қалыптасуына тіршілік жағдайларының тікелей және жанама әсері, белгілердің өзара байланысы туралы да айтты. Сонымен бірге ген туралы түсінік әлі болған жоқ және деректердің пайда болу себептеріерекшеліктері бұл ғалымға түсініксіз болды. Тұқым қуалаушылық табиғаты бойынша генетикалық және мутациялар ДНҚ-да үнемі болатыны белгілі.
Бұл механизм қалай жұмыс істейді?
ДНҚ репликациясында үнемі қателер пайда болады. Әдетте, олар иммундық жүйе немесе жасушалық апоптоз (бағдарламаланған өлім) жүйесі арқылы жойылуы керек. Бұл жүйелер істен шыққан жағдайда бұл жасуша өмір сүре алады және өзінің көшірмелерін жасай алады. Егер организм бір клеткалы болса немесе жыныс жасушаларына өзгерістер әсер еткен болса, бұл кемістік тұқым қуалайды және басқа ұрпақтарға беріледі. Бұл популяцияда әртүрлілікті тудырады және түрдің өмір сүруіне және жалпы эволюцияға кепілдік береді.
Мутация түрлері
- Ген. Нуклеотидтер деңгейінде ДНҚ құрылымына әсер етеді. Олар кез келген нуклеотидтің жоғалуымен, ауыстырылуымен көрінеді (мысалы, фенилкетонурия, орақ жасушалы анемия сияқты адам ауруларын келтіруге болады).
- Генеративті. Жыныс жасушаларының гендеріне әсер етеді. Ұрпақ арқылы мұраланған.
- Соматикалық. Жыныстық емес жасушалардың мутациялары. Олар жануарларда тұқым қуаламайды, бірақ вегетативті әдіспен (in-vitro жасуша культурасында) көбейген кезде өсімдіктерде тұқым қуалайды.
- Геномдық. Ядродағы хромосома санының өзгеруімен байланысты. Олар бір немесе бірнеше хромосомалардың ұлғаюы (адамда Даун ауруы қосымша хромосомамен байланысты) және олардың санының көбеюі ретінде (полиплоидты өсімдіктер индикативті: қазіргі заманғы бидай сорттарының көпшілігі октоплоидты болып табылады, яғни оларда сегіз хромосома бар) көрінуі мүмкін. хромосомалардың жиынтығы).
- Хромосомалық.
Мағынасы
- Түр әрқашан бірдей жағдайда өмір сүре бермейді. Өмір сүру жағдайлары кейде кенет өзгерген жағдайда, мысалы, табиғи апат, басқа континентке қоныс аудару және т.б., бүкіл халық жойылып кетуі мүмкін. Бірақ кейбір ағзаларда осы уақытқа дейін пайдасыз болған, бірақ қазір өмір сүру үшін қажет мутациялар болуы мүмкін. Бұл тек осы тұлғалар ғана аман қалады және осы қасиеттермен ұрпақ береді дегенді білдіреді. Мысалы, бактериялар мен антибиотиктер арасындағы тұрақты шайқас. Әзірленген бактерияға қарсы агенттер белгілі бір уақыт ішінде дәрі-дәрмектің осы түріне төзімділік гендері бар микроорганизмдердің ұрпақтары көбейгенше тиімді. Бұл фармацевтикалық өнеркәсіпті жаңа өнімдер жасауға және ойланбастан бактерияларды одан әрі дамытуға ынталандыруға мәжбүр етеді.
- Таңдаудағы мән. Дәл осы түрдегі вариация Чарльз Дарвин жасанды іріктеудің негізі деп санады. Бастапқыда пайда болатын мутациялар қоршаған орта факторларына қарамастан, адамдар үшін құнды болуы мүмкін. Мәселен, мысалы, үлкен жемісті қызанақ жемістері өсімдіктің өзі үшін пайдалы емес - бұтақтар тіректер мен гартерсіз олардың салмағына төтеп бере алмайды. Бірақ осы негіздегі таңдау бізге өнімдірек сорттар алуға мүмкіндік берді.
Анықтамасы: биологиядағы анықталмаған өзгергіштік дегеніміз не
Жоғарыда айтылғандарды қорытындылай келе, бұл ұғымның ғылымдағы мәнін қорытындылаймыз. Биологиядағы белгісіз өзгергіштік синонимі ұғыммутациялар. Ол тұқым қуалайды (белгілі бірінен айырмашылығы), ал бірінші ұрпақта геномдағы аздаған өзгерістер кейінгілерде жинақталып, күшейеді. Өзгергіштіктің бұл түрі қоршаған орта факторларының өзгеруімен де байланысты, бірақ бейімделу түрінде емес, жанама түрде. Осылайша, ол белгілі бір ағзаға емес, жалпы таксонға бейімделуге көмектеседі.
Белгісіз өзгергіштік мысалдары
Мақаланың басында қоршаған ортаға бейімделуге көмектесетін мутациялардың нақты мысалдары талқыланды. Табиғаттағы мұндай өзгергіштіктің бірнеше кең түрлерін қарастырыңыз:
- Қорғаныс бояуы. Көптеген жануарларда кездеседі. Табиғи сұрыпталу процесінде айналадағы ландшафттың түсі анағұрлым айқын емес адамдар жыртқыштардың шабуылына азырақ сезімтал болады, сондықтан олар көбірек ұрпақ бере алады. Бұл қасиет ұрпақтарда бекітілген. Сонымен қатар, қоршаған орта жағдайлары өзгерген кезде (мысалы, популяция басқа мекендеу орнына көшкенде) таңдау арқылы сақталған түс өзгеруі мүмкін.
- Сигнал бояуы. Геномдағы өзгерістер нәтижесінде кейбір жәндіктер жыртқыштарды улы бездер туралы ескертетін ашық түстерге ие болды. Улы емес жәндіктерді де жеуден қорғау үшін осылай бояуға болады. Бұл құбылыс мимикрия деп аталады.
- Дене пішіні. Қоршаған ортаның жанама әсері дене пішіні оған барынша бейімделген адамдарды қолдайды. Сонымен, жүзуге көмектесетін торпеда тәрізді пішін су ағзаларына тән. Бұл дельфиндерде, итбалықтарда, пингвиндерде, балықтарда, жүзетін қоңыздарда ұқсас. Әрине, бұл жануарларда бұл пішін дербес дамыды. Бұл жай ғана эволюция процесінде жүзуге жақсы бейімделген адамдар аман қалып, дүниеге келді.
- Қорғау механизмдері. Мысалы, кірпі, кірпі инелер - өзгертілген шаш сызығы. Спонтанды мутацияға байланысты жыртқышқа қолайсыздық тудыруы мүмкін тығыз қылшықтарды алған адамдар көбеюде артықшылыққа ие болды. Келесі ұрпақтарда таңдау пальто өткірлігін қолдаса керек - бұл мүмкіндік күшейе түсті.
Қорытынды
Өзгергіштіктің бұл түрі ағзаның тіршілігіне кепілдік бермейді, бірақ түрдің үнемі өзгеріп тұратын қоршаған орта жағдайында өмір сүруін қамтамасыз етеді. Шексіз өзгергіштік адамға өсіру құралы ретінде қажет. Ол жаңа таксондардың табиғи және жасанды шығуына ықпал етеді. Сондықтан белгісіз өзгергіштік эволюцияның негізі болып табылады.
