Харди-Вайнберг заңын үйрету.

Біз, генетикалық ұғымымыздың терең де толық болуы үшін, тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің органикалық дүниенің эволюциялық даму процесінде қандай роль атқаратындығын білуіміз керек.

Систематиктердің айтуынша қазіргі кезде жануарлардың 2 миллиондай, ал өсімдіктердің 500 мыңдай түрі белгілі. Осыншама түрлердің пайда болуы және сақталуы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарына байланысты екені сөзсіз. Тірі организмнің өзін қоршаған сыртқы ортаға бейімделуі барысында табиғи жолмен сұрыпталу арқылы жаңа түрлердің пайда болатындығы туралы тұңғыш рет түсінік берген Ч. Дарвин. Ол эволюцияның механизмін құрайтын басты үш процестің, атап айтқанда, тұқым қуалаушылықтың, өзгергіштіктің және сұрыптаудың болатындығын анықтады. Бұл үш процесті К.А.Тимирязев эволюцияның шешуші факторлары деп атаған.

Түр пайда болу барысында, эволюция факторларының тигізетін әсерлерін түсіну үшін, сол түрлердің дамуына негіз болып есептелетін популяцияның генетикалық заңдылықтарын білу қажет.

Түрді белгілі бір ареалға тараған, шығу тегі бірдей, сыртқы орта жағдайларына бейімделуі де ұқсас организмдердің тарихи қалыптасқан жиынтығы деп қарастыруға болады. Бір түрге жататын организмдердің өзіне тән генотипі және фенотипі бар. Кейбір түрлердің таралу ареалы кең, оған бірнеше географиялық нәсілдер (раса) немесе түр тармақтары енеді, оларды политипті дейді. Ал енді біреулерінің ареалы шектеулі болып келеді де географиялық нәсілдер құрай алмайды, ондай түрлерді монотипті деп атайды. Түрді құрайтын особьтар өзгермейтін біртекті масса емес. Белгілі бір түрге жататын әрбір организмнің сол түрге тән жалпы қасиеттерімен қатар өзіндік жеке генотиптік ерекшеліктері де болады. Түр организмдердің біртұтас жиынтығы бола отырып, жекелеген популяцияларға бөлінеді.

Популяция деп өмір сүру ортасы бір және оған бейімделу қабілеті де бірдей, бір-бірімен будандасып, ұрпақ бере алатын бір түрге жататын дараларды атайды. Қолдан сұрыптау жолымен алынатын жануарлар тұқымдары мен өсімдіктер сорттары да жекелеген популяцияға жатады. Популяцияның қалыптасу процесі және оның динамикасы микроэволюция болып есептеледі.

Популяцияның генетикалық құрылымын анықтау селекционерлерден басталады деуге болады. Себебі олар қандай болмасын бір сорт не тұқым шығару үшін будандастыратын ата-ана жұбын таңдап алумен қатар, бірнеше буын бойы олардың ұрпақтарын зерттейді. Бірақ популяцияны генетикалық тұрғыда зерттеудің ғылыми негізі тұқым қуалаушылықтың заңдылықтары, яғни Мендель заңдары ашылғаннан кейін салынды.

Популяция құрлымын ең алғаш статистикалық және генетикалық әдістер қолдана отырып зерттеген дат генетигі В.Иоганнсен. Оның 1903 жылы «Популяциядағы және таза линиялардағы тұқым қуалау» деген еңбегі жарық көрді.

Иоганнсен популяцияны зерттеу үшін объект ретінде өздігінен тозаңданатьн өсімдіктерді алды, себебі олардан таза линияарды бөліп шығару оңай. Ол бұршақ тұқымдарының салмағын өлшеп, оған талдау жасаған. Сонда олардың салмағы 150-750 мг аралығында болған. Содан кейін салмағы 250-350 мг тұқымдар бір бөлек, 550-750 мг салмағы бар тұқымдар бір бөлек себілген. Олардан өсіп шыққан өсімдіктердің тұқымдары қайтадан елшенген. Бір сортқа жататын бұршақтан іріктеліп алынған ауыр және жеңіл салмақты тұқымдардан өсіп шыққан өсімдіктер тұқымдарының да салмағы жөнінен айырмашылығы болған, яғни ауыр салмақты тұқымдардан өсіп шыққан өсімдіктердің дәндері орта есеппен 518,7 мг ал жеңілдері 343,4 мг тартқан. Сонда бұл тәжірибенің нәтижесі бұршақтың сорт популяциясының генетикалық жағынан әртекті особьтардан тұратындығын және оның әрқайсысы таза линиялардың бастамасы бола алатындығын көрсетеді.

Өздігінен ұрықтану жағдайында әрбір жеке организм жаңа бір түр тармағының немесе түрдің және сол сияқты сорт немесе тұқымның шығар көзі бола алады. Мысалы, бидайдың жаңа сортының популяция ішінен сұрыпталып алынған бір ғана дәннен шығуы мүмкін.

Айқас тозаңданатын организмдердің популяциясы генотиптері әртүрлі даралардың еркін будандасуы негізінде қалыптасады. Ондай популяцияны панмиксиялық популяция деп атайды. Айқас тозаңданудың өздігінен тозаңданудан айырмашылығы сұрыптау және сұрыпталган формаларды будандастыру жолымен бастапқы популяциядан өзгеше белгілері бар линиялар алуға болады. Бұл олардың гетерогенді екендігіне байланысты нәрсе.

Панмиксиялық популяцияның генетикалық ерекшеліктерін білудің бір жолы - жекелегенгендер бойынша гомозиготалы және гетерозиготалы дарақтардың таралу сипатын зерттеу. Мысалы, қандай болмасын бір популяцияда бір геннің әртүрлі аллельдері бойынша, айталық, АА және аа гомозиготалы формаларды сан жағынан бірдей десек, бұндай панмиксиялық популяция тең мөлшерде А және а гендері бар аталық және аналық гаметалар түзе алады. Осындай гендерді алып жүретін даралар будандасқанда мынадай комбинация шығады:

Сонда Ғ_где доминантты гомозиготаның пайда болу жиілігі -0,25-ке, гетерозигота - 0,5-ке, рецессивті гомозигота - 0,25-ке тең. Ал келесі буында гамета түзілгенде қайтадан доминантты аллелі бар гаметаның мөлшері 0,5-ке тең болады, себебі 0,25 гетерозигота Аа- дан келеді. Ал енді рецессивті (а) аллелі бар гаметаның мөлшері де 0,5-ке тең. Себебі 0,25 рецессивті гомозигота аа-дан, ал 0,25 гетерозиготадан беріледі. Сөйтіп, бұл мысалдан еркін будандасу жағдайында әр буын сайын доминантты және рецессивті гендері бар гаметалардың мөлшері бірдей деңгейде, яғни 0,5 А және 0,5 а болып отыратындығы байқалды.

Бірақ кейде популяциядағы гомозиготалар санының тең болмайтындығы да кездеседі. Мысалы, қара бидайда сабағының түктілігін анықтайтын А және түгінің жоқтығын анықтайтын а аллельдері бар. Егер қара бидайдың бір популяциясында түгі бар өсімдіктер түгі жоқ өсімдіктерге қарағанда төрт есе көп болып келсе (4 АА: 1аа), бұл жағдайда гаметалардың арақатынасы 0,5 А: 0,5 а емес 0,8 А: 0,2 а болып келеді. Будандасудың нәтижесінде олардан мынандай комбинация түзеді:

Сөйтіп әр жүз өсімдіктің 96-сы түкті (64-і гомозигота 32-сі гетерозигота), тек 4-уі ғана түксіз болып шығады.

Бұл жағдайда келесі буындарда да «а» аллелі бар гаметалардың мөлшері 0,2 (0,04-гомозигота аа-дан, 0,16-гетерозигота Аа-дан келеді). Ал «А» аллелі бар гаметалардың мөлшері 0,8 болады (0,64 гомозигота АА-дан, 0,16 гетерозигота Аа-дан).

Сөйтіп, бұл популяцияда да бірнеше буын бойы гендердің белгілі бір арақатынасы, яғни 0,8:0,2 сақталады.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: