Էկոլոգիայի, էվոլյուցիոն տեսության, բնակչության կենսաբանության և այլ գիտությունների հարցերը հաճախ ներառում են փոփոխականության հայեցակարգը (և որոշակի և անորոշ): Սա տեսակների ծագումնաբանության, շրջակա միջավայրի փոփոխվող պայմաններին հարմարվելու կարողության հիմնաքարն է: Այս սկզբունքները ընկած են ժամանակակից բուծման և մոլեկուլային կենսաբանության հիմքում: Փորձենք պարզել, թե ինչ են նշանակում այս հասկացությունները:
Փոփոխականության տեսակներ
Այս հասկացությունները կոչվում են նաև ոչ ժառանգական և ժառանգական փոփոխականություն։ Ո՞րն է տարբերությունը որոշակի և անորոշ փոփոխականության միջև: Առաջինը տեղի է ունենում մի խումբ անհատների մոտ՝ որպես արտաքին գործոնների արձագանք: Այն կարգավորվում է ռեակցիայի նորմայի արժեքով։ Որպես օրինակ կարող ենք հիշել արջի ձմեռումը, շան վերարկուի խտությունը, խտուտիկի ցողունի երկարությունը։ Եթե փոխեք շրջակա միջավայրի պայմանները, ապա այդ նշանները կարող են չհայտնվել։ Այսպիսով, եթե դուք արհեստականորեն ստեղծեք սննդի առատություն և տաք ջերմաստիճան ամբողջ տարին, ապա արջը չի քնի ամբողջ ձմեռը: Ձմռանը տանը ապրող շունը շատ ավելի քիչ ներքնազգեստ կունենա, քան շղթայական բակի շունը: Մշտական սիզամարգով հնձում, խտուտիկկաճի ցողունի ավելի կարճ երկարությամբ, ինչը թույլ կտա ձևավորել ոտնաթաթ և խուսափել կտրելուց: Իհարկե, նման հատկությունները գենետիկորեն ժառանգված չեն։
Ժառանգական փոփոխականությունը տեղի է ունենում որպես ինքնաբուխ մուտացիաներ անհատների խմբի ներսում և ժառանգվում է սերունդների ընթացքում: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր մուտացիաներն են օգտակար: Դրանց մեծ մասը դառնում է անօգուտ կամ վնասակար։ Միայն որոշ փոփոխություններ կաջակցվեն բնական ընտրությամբ: Այս հատկությունը էվոլյուցիայի հիմքն է, քանի որ այն թույլ է տալիս օրգանիզմին հարմարվել շրջակա միջավայրի փոփոխություններին, ձեռք բերել որակներ, որոնք նպաստում են գոյատևմանը։ Եկեք ավելի մանրամասն անդրադառնանք այս տեսակին։
Անորոշ փոփոխականության ուսումնասիրության պատմություն
Տեսակների ծագման վրա ազդող գործոնները նշելիս չի կարելի չհիշատակել համանուն գրքի և էվոլյուցիայի տեսության հեղինակ Չարլզ Դարվինին։ Իհարկե, այս պահին այս տեսությունը վերջնական տեսքի է բերվել և կոչվում է սինթետիկ։ Այնուամենայնիվ, հիմնական հասկացությունների նկարագրությունը և սկզբունքը մնացին անփոփոխ։
Ըստ Դարվինի, անորոշ փոփոխականությունը –-ն «անսահման բազմազան փոքր հատկանիշներ է, որոնք տարբերում են նույն տեսակի անհատներին և որոնք չեն կարող բացատրվել նրանց ծնողներից մեկի ժառանգությամբ կամ ավելի շատից։ հեռավոր նախնիներ»: Նա խոսեց նաև կենդանի օրգանիզմի ձևավորման վրա գոյության պայմանների ուղղակի և անուղղակի ազդեցության, նշանների հարաբերակցության մասին։ Միևնույն ժամանակ, գեն հասկացությունը դեռ գոյություն չուներ, և տվյալների ի հայտ գալու պատճառներըառանձնահատկությունները պարզ չէին այս գիտնականի համար: Այժմ հայտնի է, որ ժառանգությունն իր բնույթով գենետիկական է, և ԴՆԹ-ում մուտացիաները մշտապես տեղի են ունենում:
Ինչպե՞ս է աշխատում այս մեխանիզմը:
ԴՆԹ-ի կրկնօրինակումը անընդհատ սխալներ է ստանում: Սովորաբար դրանք պետք է հեռացվեն իմունային համակարգի կամ բջջային ապոպտոզի (ծրագրավորված մահ) համակարգի միջոցով: Այս համակարգերի ձախողման դեպքում այս բջիջը կարող է գոյատևել և ստեղծել իր կրկնօրինակները: Եթե օրգանիզմը միաբջիջ է կամ փոփոխությունները ազդել են սեռական բջիջների վրա, ապա այս արատը կժառանգվի և կփոխանցվի մյուս սերունդներին։ Սա բազմազանություն է ստեղծում պոպուլյացիայի մեջ և երաշխավորում է տեսակների գոյատևումը և ընդհանուր առմամբ էվոլյուցիան:
Մուտացիաների տեսակները
- Գեն. Ազդել ԴՆԹ-ի կառուցվածքի վրա նուկլեոտիդային մակարդակում: Դրանք արտահայտվում են ցանկացած նուկլեոտիդի կորստի, փոխարինման մեջ (մարդկային հիվանդությունները, ինչպիսիք են ֆենիլկետոնուրիան, մանգաղ բջջային անեմիան, կարելի է որպես օրինակ բերել):
- Գեներատիվ. Ազդել սեռական բջիջների գեների վրա: Ժառանգվել է սերունդների միջով։
- Սոմատիկ. Ոչ սեռական բջիջների մուտացիաներ. Դրանք չեն ժառանգվում կենդանիների մոտ, բայց ժառանգվում են բույսերում, երբ բազմանում են վեգետատիվ մեթոդով (in-vitro բջիջների կուլտուրա):
- Գենոմիկ. Կապված է միջուկում քրոմոսոմների քանակի փոփոխության հետ: Դրանք կարող են դրսևորվել որպես մեկ կամ մի քանի քրոմոսոմների ավելացում (մարդկանց մոտ Դաունի հիվանդությունը կապված է լրացուցիչ քրոմոսոմի հետ) և որպես դրանց թվի բազմապատկում (պոլիպլոիդ բույսերը ցուցիչ են. ցորենի ժամանակակից սորտերը օկտոպլոիդ են, այսինքն՝ ունեն ութ։ քրոմոսոմների հավաքածուներ).
- քրոմոսոմ.
Իմաստ
- Տեսակը միշտ չէ, որ ապրում է նույն պայմաններում։ Կենցաղային պայմանների փոփոխության դեպքում, երբեմն կտրուկ, օրինակ՝ տարերային աղետի, այլ մայրցամաք վերաբնակեցման և այլնի հետևանքով ողջ բնակչությունը կարող է ենթարկվել ոչնչացման։ Բայց որոշ օրգանիզմներ կարող են ունենալ մուտացիաներ, որոնք մինչ այս պահն անօգուտ էին, բայց այժմ անհրաժեշտ են գոյատևման համար: Սա նշանակում է, որ միայն այս անհատներն են գոյատևելու և այս հատկանիշներով սերունդ տալու: Օրինակ կարող է լինել բակտերիաների և հակաբիոտիկների միջև մշտական պայքարը: Մշակված հակաբակտերիալ միջոցները բավականին արդյունավետ են որոշակի ժամանակ, մինչև չբազմանան այս տեսակի դեղամիջոցների նկատմամբ դիմադրողականության գեներ ունեցող միկրոօրգանիզմների սերունդները: Սա ստիպում է դեղագործական արդյունաբերությանը ստեղծել նոր ապրանքներ և ակամա խթանել բակտերիաների հետագա զարգացումը:
- Արժեք ընտրության մեջ: Հենց այս տեսակի տատանումները Չարլզ Դարվինը համարեց արհեստական ընտրության հիմք: Սկզբում ի հայտ եկած մուտացիաները՝ անկախ շրջակա միջավայրի գործոններից, կարող են արժեքավոր լինել մարդկանց համար։ Այսպիսով, օրինակ, խոշոր մրգերով լոլիկի պտուղները բուն բույսի համար օգտակար չեն. Բայց այս հիման վրա ընտրությունը թույլ տվեց մեզ ավելի արդյունավետ սորտեր ձեռք բերել։
Սահմանում. որն է անորոշ փոփոխականությունը կենսաբանության մեջ
Ամփոփելով վերը նշվածը, մենք ամփոփում ենք, թե ինչ է նշանակում այս հասկացությունը գիտության մեջ: Կենսաբանության մեջ անորոշ փոփոխականությունը հոմանիշ հասկացություն էմուտացիաներ. Այն ժառանգական բնույթ է կրում (ի տարբերություն որոշակիի), մինչդեռ գենոմի աննշան փոփոխությունները առաջին սերնդում կուտակվում և ուժեղանում են հետագա սերնդի մեջ։ Այս տեսակի փոփոխականությունը նույնպես կապված է շրջակա միջավայրի գործոնների փոփոխության հետ, բայց ոչ հարմարվողականության տեսքով, այլ անուղղակիորեն: Այսպիսով, այն օգնում է հարմարվել ոչ թե կոնկրետ օրգանիզմին, այլ ամբողջ տաքսոնին։
Անորոշ փոփոխականության օրինակներ
Հոդվածում ավելի վաղ քննարկվել էին մուտացիաների օրինակներ, որոնք օգնում են հարմարվել շրջակա միջավայրին: Դիտարկենք բնույթի նման փոփոխականության մի քանի լայն տեսակ՝
- Պաշտպանիչ գունավորում. Հանդիպում է շատ կենդանիների մոտ։ Բնական ընտրության գործընթացում շրջակա լանդշաֆտի ավելի աննկատ գունավորում ունեցող անհատները ավելի քիչ են ենթարկվում գիշատիչների հարձակմանը և, հետևաբար, կարող են ավելի շատ սերունդ տալ: Այս հատկությունը ամրագրված է սերունդների ընթացքում: Միևնույն ժամանակ, երբ շրջակա միջավայրի պայմանները փոխվում են (օրինակ, երբ բնակչությունը տեղափոխվում է այլ բնակավայր), ընտրության միջոցով պահպանվող գույնը կարող է փոխվել:
- Ազդանշանի գունավորում. Գենոմի փոփոխությունների արդյունքում որոշ միջատներ ձեռք են բերել վառ գույներ, որոնք զգուշացնում են գիշատիչներին թունավոր գեղձերի մասին։ Ոչ թունավոր միջատներին նույնպես կարելի է գունավորել այս կերպ՝ պաշտպանելու նրանց ուտելուց: Այս երևույթը կոչվում է միմիկրիա։
- Մարմնի ձև. Շրջակա միջավայրի անուղղակի ազդեցությունն աջակցում է այն անհատներին, որոնց մարմնի ձևն առավել հարմարեցված է դրան: Այսպիսով, ջրային օրգանիզմներին բնորոշ է տորպեդային ձևը, որն օգնում է լողալուն։Նման է դելֆիններին, փոկերին, պինգվիններին, ձկներին, լողացող բզեզներին։ Բնականաբար, այս կենդանիների այս ձևը զարգացել է ինքնուրույն: Պարզապես էվոլյուցիայի ընթացքում այն անհատները, որոնք լավագույնս հարմարվել էին լողալուն, գոյատևեցին և ծննդաբերեցին:
- Պաշտպանության մեխանիզմներ. Օրինակ՝ ոզնիի ասեղները, խոզուկը՝ մոդիֆիկացված մազագիծ։ Այն անհատները, որոնք ինքնաբուխ մուտացիայի պատճառով ստացել են ավելի խիտ խոզանակներ, որոնք կարող են անհարմարություն պատճառել գիշատիչին, առավելություն են ստացել վերարտադրության մեջ։ Հաջորդ սերունդներում, ըստ երևույթին, ընտրությունը պաշտպանում էր վերարկուի սրությունը. այս հատկանիշն ավելի ուժեղացավ:
Ամփոփում
Այս տեսակի փոփոխականությունը չի երաշխավորում օրգանիզմի գոյատևումը, այլ ապահովում է տեսակի գոյատևումը շրջակա միջավայրի անընդհատ փոփոխվող պայմաններում։ Անորոշ փոփոխականությունը անհրաժեշտ է մարդկանց համար որպես բուծման գործիք: Այն նպաստում է նոր տաքսոնների բնական և արհեստական ծագմանը: Ահա թե ինչու անորոշ փոփոխականությունը էվոլյուցիայի հիմքն է։
