Табиғатта тірі ағзалар түр түрінде кездеседі
Түр, ареал және популяция: тірі ағзалардың табиғаттағы ұйымдасуы
Табиғатта тірі ағзалар түр түрінде кездеседі, ал әр түрдің құрамына жеке даралар (индивидтер) кіреді. Түрдің табиғаттағы таралу аумағы ареал деп аталады.
Түр даралары ареалдың белгілі бір бөліктерінде топтасып өмір сүреді. Сол топтар популяциялар деп аталады. Демек, ұйымдасу деңгейі мынадай: түр → популяция → дара.
Популяцияның анықтамасы
Популяция — эволюциялық ұзақ уақыт бойы ареалдың белгілі бір бөлігінде тіршілік ететін, өз алдына дербес генетикалық жүйе құрай алатын, өзара еркін шағылысып, өсімтал ұрпақ беретін бір түр дараларының шағын тобы.
Популяция ішіндегі ұқсастық
Популяция ішіндегі даралардың бір-бірімен кездесу ықтималдығы жоғары болады. Сондықтан олардың көптеген қасиеттері мен белгілері өзара ұқсас келеді.
Ареалдың кеңеюі және оқшаулану
Популяциялар жаңа аймақтарды игере отырып ареалын кеңейте алады. Таралу барысында даралар бір-бірімен тозаңдана алмайтындай (немесе шағылыса алмайтындай) қашықтықта орналасса, шағын ареалы бар жеке популяциялар қалыптасады.
Бейімделу және кедергілер
Әрбір популяция белгілі бір орта жағдайында тіршілік етеді. Табиғи сұрыпталу нәтижесінде популяция өзі мекендейтін ортаға бейімделеді.
Популяциялардың араласуына кедергі болатын факторлар:
Географиялық кедергілер
- тау жоталары
- теңіздер
- өзендер
- құмды алқаптар және басқа табиғи тосқауылдар
Биологиялық кедергілер
- жыныс мүшелері құрылысының айырмашылықтары
- ұя салу немесе ін қазу мерзімдерінің сәйкес келмеуі
- шағылысу кезіндегі мінез-құлық ерекшеліктері
Микроэволюция: өзгерістердің популяция ішіндегі деңгейі
Популяция ішінде жүретін эволюциялық үдеріс микроэволюция деп аталады. Табиғи сұрыпталу нәтижесінде алдымен түршелер түзілуі мүмкін; ал белгілердің одан әрі ажырауы жаңа түрлердің қалыптасуына алып келеді.
Эволюциялық факторлар кейбір түрлердің ареалын өзгертіп, басқа түрлерде ареалдың тұрақтануына ықпал етеді. Соның салдарынан түрдің генотипінде өзгерістер жинақталады. Кейбір қарапайым факторлардың әсері уақыт өте күшейіп, өзгеріс қарқынын арттыруы мүмкін.
Табиғатта тек ең шеткі (аса алшақ) формалар ғана сақталып қалмайды: аралық формалар да тірі қалып, ұрпақ бере алады. Кейде шеткі формалардың өзінен бір немесе бірнеше жаңа формалар дамуы ықтимал.
Егер орта жағдайы өзгермесе немесе ұзақ уақыт бойы өте аз ғана өзгерсе, түрдің ата-тегімен салыстырғандағы өзгерістері айтарлықтай болмауы мүмкін.
Микроэволюцияны бақылау мүмкіндігі
XX ғасырдың 30-жылдарында ғалымдар популяцияны түрдің тіршілік ету формасы ретінде арнайы қарастыра бастады. Жаңа зерттеулер эволюция үдерісінің түр ішінде жүріп, түрішілік жаңа топтамалар — популяциялар мен түр тармақтарын түзетін бастапқы кезеңін айқынырақ түсіндірді. Микроэволюция тарихи тұрғыдан қысқа мерзімде өтетіндіктен, оны тікелей бақылап, зерттеуге болады.
Географиялық түр түзілу
Географиялық түр түзілу бастапқы түр ареалының кеңеюі кезінде немесе табиғи кедергілердің пайда болуынан (климаттың өзгеруі, тау түзілуі, өзен арнасының қалыптасуы) ареалдың оқшауланған бөліктерге бөлінуі нәтижесінде жүруі мүмкін.
Полиплоидия: хромосомдар санының еселенуі
Полиплоидия құбылысын 1890 жылы орыс ғалымы И. И. Герасимов ашқан. Ол спирогира балдырларына кейбір наркотикалық заттардың әсерін зерттеген.
Хлоргидрат, хлороформ және эфир сияқты заттар әсер еткенде спирогира жасушасының қалыпты бөліну үдерісі бұзылады: бөліну кезінде бір жасуша ядросыз, екіншісі қос ядролы болып қалыптасуы мүмкін. Ядросыз жасушалар өліп қалады, ал қос ядролы жасушаларда күрделі өзгерістер жүреді: ядролар қосылып, хромосомдары екі еселенген бір ядро түзіледі.
Хромосомдар санының осылай еселеп көбеюін Г. Винклер «полиплоидия» деп атауды ұсынған.
Өсімдіктердегі полиплоидия
Полиплоидиялық түрлер өсімдіктерде, әсіресе гүлді өсімдіктерде жиі кездеседі. Кейбір өсімдік туыстарында түрлер хромосома жиынтығының еселеп артуы бойынша «қатар» түзеді.
Мысал: бидай (Triticum)
- Сомалық жасушаларында: 14, 28, 42 хромосома болатын үш топ.
- Жыныс жасушаларында: тиісінше 7, 14, 21.
- Бұл сандар 7-ге еселеніп келеді; 7 — полиплоидиялық қатардың негізгі саны (n).
Плоидтылық деңгейлері
- 2n — диплоидты (екі жиынтық)
- 4n — тетраплоидты (төрт жиынтық)
- 6n — гексаплоидты (алты жиынтық)
Жануарлардағы полиплоидия және түрлері
Жануарларда полиплоидты түрлер өте сирек кездеседі. Көбіне ол қос жынысты жануарларда (мысалы, жауынқұрттарда) немесе партеногенезге қабілетті түрлерде байқалады. Дегенмен қалыпты жыныс үдерісі болатын кейбір топтарда да (мысалы, сүтқоректілердің кейбірінде) полиплоидия кездесуі мүмкін.
Қазіргі кезде полиплоидияны негізгі екі топқа бөледі:
- Аутополиплоидия
- Аллополиплоидия
Өзгергіштік: тұқым қуалайтын және тұқым қуаламайтын
Тұқым қуалайтын өзгергіштік және экотип
Тұқым қуалайтын өзгергіштік — организмде пайда болған өзгерістердің келесі ұрпақтарда сақталуы және жыныстық жолмен көбейгенде берілуі.
Белгілі бір ортаға генетикалық тұрғыдан бейімделген даралар топтарын түр ішінде ажыратуға болады. Өсімдіктерде мұндай топтардың бар екенін алғаш байқаған ғалымдардың бірі Г. Турессон еді; ол түр ішіндегі экологиялық формаларды экотип деп атауды ұсынды.
Мысал (Оңтүстік Швеция): шатырша ястребинка
- Теңіздің құмды жағалауында: жіңішке, түкті жапырақ; ұзын төселмелі өркендер.
- Құзды жағалауда: келте өркен; жалпақ, тегіс, түксіз жапырақ.
- Швецияның орталығында: биік тік сабақ; жапырақ пішіні өзгеше; кеш гүлдейді.
Тұқым қуаламайтын өзгергіштік: модификация (флюктуация)
Тұқым қуалайтын өзгергіштіктен бөлек, тұқым қуаламайтын өзгергіштік модификация немесе флюктуация деп аталады. Ол организмнің онтогенезі барысында сыртқы орта әсерінен пайда болады және жынысты жолмен көбейгенде келесі ұрпаққа берілмейді.
Клон әдісі арқылы дәлелдеу
Вегетативті жолмен көбеюі мүмкін өсімдік бірнеше бөлікке бөлінеді. Бір ғана дарадан вегетативті жолмен алынған ұрпақтардың тұтас тобы клон деп аталады. Клон дараларын әртүрлі орта жағдайларына орналастырып, сыртқы факторлардың әсерін салыстыруға болады.
Дж. Клаузен тәжірибесі
Калифорнияда Дж. Клаузен жүргізген тәжірибе ойпаттан альп шалғындықтарына апарылып өсірілген өсімдіктің өзгеретінін көрсетті. Ал оны қайтадан тау етегіндегі алқапқа әкеліп өсіргенде, бастапқы қасиеттері қалпына келген.
Жеке өзгергіштік: әр дараның бірегейлігі
Жеке өзгергіштік — бір жұп ата-анадан тараған ұрпақтар ішінде немесе бір популяциядағы индивидтер арасында басқа дараларда қайталанбайтын, әрқайсына ғана тән белгілердің болуы.
Мұны туысқан ұрпақтағы дараларды өзара салыстыру арқылы да, бір жерде мекендейтін даралар тобын салыстыру арқылы да оңай байқауға болады.
Мысалдар (жануарлар)
- Бұғы қоңызының еркектерінде дене мөлшері әртүрлі болуы.
- Кейбір жәндіктерде реңнің өте құбылмалы келуі.
- Қалыпты реңді қасқырлар арасында мүлдем қара түсті дараның кездесуi.
- Көртышқандар арасында боз реңді даралардың болуы.
Мысалдар (өсімдіктер)
- Бір сортты бидай масақтарының ұзындығының әркелкі болуы.
- Масақтағы дән саны, реңі және басқа белгілердің даралар арасында айырмашылық көрсетуі.
Мысалы, «сары қоңыздың» металдай жылтыр түсі әр дарада әрқилы рең бере алады: жасыл, сарғылт-жасыл, күрең-қызыл, кейде күңгірт-күлгін, көк немесе қара.