Популяциялық деңгей
Популяция (лат. populus — халық, тұрғын халық) — белгілі бір кеңістікте генетикалық жүйе түзетін, бір түрге жататын және көбею арқылы өзін-өзі жаңғыртып отыратын ағзалар тобы.Осы топтың популяция болып есептелуі үшін: тарихи қалыптасқан ареалы және үздіксіз өзгеріп тұратын сыртқы орта жағдайында өзінің саны мен құрылымын сақтауға қабілетті болуы; сол түрдің өзге топтарынан қандай да бір табиғи кедергілермен ажыратылып тұруы; бір немесе бірнеше экожүйенің құрамына кіріп, олардағы зат алмасу, энергия тасымалдау процестеріне қатысуы тиіс. Әр популяция өзіне ғана тән статиктикалық сипаттамалары (саны, тығыздығы, ареалы, орналасуы, жас ерекшелігі, жыныстық құрамы) және динамикалық сипаттамалары (саны мен тығыздығының уақытқа қатысты өзгеруі) бойынша ерекшеленеді. Популяцияның статиктикалық сипаттамалары популяцияның белгілі бір сәттегі күйін көрсетіп, өлшеу, санау арқылы қысқа мерзімде анықталады. Популяцияның динамикалық сипатамаларын анықтау ұзақ мерзімді (бір ұрпақ жаңаратындай) қажет етеді. Популяция санының динамикасы белгілі бір уақыт аралығындағы тірі ағзалардың өмірге келуі мен өлімі көрсеткіштерінің ара салмағы бойынша анықталады. Сондай-ақ, популяция санының өзгеруіне иммиграция және эмиграция процестері де әсер етеді. Популяция саны өсуінің біртіндеп тежелуі логистикалық теңдеу арқылы өрнектеледі. Әдетте, жануарлар мен өсімдіктер популяциясының саны біршама тұрақты болғанымен, олар әлсін-әлсін күрт өзгеріп отырады (мысалы, тоқалтіс тышқандар, леммингтер, т.б.). Кейбір жануарлардың (шегіртке,бөкендер, т.б.) санының немесе тығыздығының қауырт өсуі олардың қоныс аударуына әкеледі. Жануарлар популяцияларының саны мен тығыздығы күрделі мінез-құлықтық (аумағын белгілеу, қору, көші-қон), физиологиялық механизмдер арқылы (гормондар қызметі, стресс) және популяцияның генетикалық құрылымының өзгеруі арқылы реттеліп отырады.Топтық бірігу ретіндегі популяция өзіне ғана тән қасиеттермен қатар әрбір жеке дарақтардың өзіне тән қасиеттерге де ие. Топтық ерекшеліктер дегеніміз - бұл популяциялардың негізгі сипаты. Оған мыналар жатады:
1) жалпы есебі (сан) - бөлінген аумақтағы дарақтардың жалпы саны;
2) тығыздық - популяция мекендеген кеңістіктің ауданына немесе көлеміне келетін дарақтардың орташа саны;
3) өсімталдық - көбею нәтижесінде уақыт бірлігінде пайда болған жаңа дарақтар саны;
4) өлім-жітім - белгілі уақыттың бір бөлігінде дарақтар популяциясында өлгендердің мөлшерін көрсететін көрсеткіш;
5) популяция өсімі - туу мен өлім-жітім арасындағы айырма; өсімнің пайдалы да, пайдасыз да болуы мүмкін;
6) өсу қарқыны - уақыт бірлігіндегі орташа өсім;
7) жыныстық құрам — берілген популяциядағы еркек және әйел жынысты дарақтар арақатынасы;
8) жас құрамы - бұл дарақтарды жасы бойынша бөліп тарату
15)Эволюция: Эволюцияның қозғаушы күштері — деп Ч. Дарвин тұқымқуалаушылық, өзгеріштік және табиғи сұрыпталу деп бөлді. Ол тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік эсерінен пайда болған өзгерштігін организм өзінде сақтап және келесі ұрпаққа бере алады деп түсіндірді. Өзгергіштік организмдердің алуантүрлігін туғызса, ал тұқымқуалаушылық осы өзгерісті келесі ұрпаққа береді. Сонымен барлық тірі организмдердегі өзгерштік пен шағылыстыру кезіндегі пайда болған өзгерістер тұқымқуалаушылықтың жемісі (гетерогендігі).
Эволюция барысында тірі организмдердің белгілі бір заңдылыққа сәйкес өзгеруін зерттеу барысында, Ч. Дарвин егер белгілі бір қолдан жасалған ортада алынған жануарлардың қол тұқымын және өсімдіктердің сұрпын қолдан сұрыптау деп атады. Ал табиғатта болатын жағдайда тірі организмдердің тұтастығына және өміршеңдігіне, жаңа түрлердің пайда болуына, оның сол ортада сақталуына және жаңа түрлерді шығуын, одан жаңа түрдің пайда болуын және жаңа үлкен жүйеліктің негізін қалауына әсер ететін күшті Ч. Дарвин тіршілік үшін күресі және табиғи сұрыпталу деп тұжырымдады. Тірі организмдер көбейіп, ұрпақ қалдыруға қабілетті, оның бәрі өміршең емес, сондықтан да түр ішінде олар көп ұрпақ қалдыруға тырысады. Артық ұрпақ әртүрлі жағдайларға байланысты тіршілік үшін күрес кезінде өледі. Ч. Дарвин бойынша тіршілік үшін күрес бір түрден екінші түрдің арасында, сонымен бірге түр ішінде болуы мүмкін, соның ішінде түрлер ішіндегі күрес түр арасындағы күрестен де өте қатал болады, себебі олар бір жерде мекендейді, бірдей қорекпен қоректенеді, қауіп-қатерде екеуіне бірдей және т.б. жағдайлар. Осы күрес барысында осы ортаға бейімделгені ғана тірі қалады, яғни организмдердің өмірге бейімделген түрі ғана тіршілік етеді. Сонымен тіршілік үшін күрестің жемісі табиғи сүрыпталу. «Организмдердің өзіне жағымды жеке ерекшілігін және өзгергіштігін сақтауын, сонымен бірге жаман қасиеттерін жоғалтуын Ч. Дарвин табиғи сұрыпталу немесе қолайсыздыққа бейімдеушілік дейді». Эволюцияның негізгі қозғаушы күші табиғи сұрыпталу деп есептеді Ч. Дарвин.
Эволюцияның жаңару жолдарына Ч. Дарвин белгілердің жойылуы (дивергенциясы) жатады деген қорытынды жасады. Ч. Дарвин бойынша өзгеріп жатқан тіршілікте және табиғи сұрыпталудың нәтижесінде алғашқы белгілерінен қатты өзгеріп, әртүрлі бағыттарға бейімделген түрлер ғана өміршең болады. Осындай өзгеру кезінде қолайсыз жағдайда организм негізгі белгілерін жоғалтады және соның салдарынан бәсекелестік азаяды, яғни осы белгілерді жоғалтуынан организмдер әртүрлі ортаны пайдалануға мүмкіндік алады. Осы белгілердің жойылуы (дивергенция) кезінде әртүрлілік пайда болады да, ол жаңа түрдің пайда болуына қолайлы деп есептеді Ч. Дарвин, яғни дивергенция әсерінен жаңа түр пайда болады. Организмдердің өзгеруі табиғаттың заңдылықтарына сәйкес ғана емес, ол кездейсоқта табиғи сұрыпталудың арқасында болуы да мүмкін деді Ч. Дарвин. Органикалық тұтастық сұрыпталудың жемісі, бірақ ол салыстырмалы жағдайда болады. Осы көзқарасымен Ч. Дарвин метафизикалық қажеттіліктің кездейсоқтылығына қарсы шықты, оған дейін ешкім мұны айта алмаған еді.
Ч. Дарвиннің ілімі жаратылыстану ғылымындағы теңдесі жоқ ілім. Од табиғатты зерттеуді жан-жақты зерделеп, оған тарихи әдістеме енгізіп, эволюция теориясын жасады және ғылымдағы креационизм көзқарасты жойды. Дарвин ілімі барлық таксондарды қамтитын организмдердің үлкен топтарының эволюциясын, ол үлкен уақыт өлшемімен геологиялық өлшем бірлігімен және өте ауқымды аумақтарды қамтиды. Сонымен дарвинизм — макроэволюция туралы классикалық ілім. Бірақ ол генетикалық тұрғыдан толық зерттелмеген. Дарвин түрдің жеке дараларының эволюциясын қарастырды, ал әрбір түр қазір белгілі болғандай популяция ретінде тіршілік етеді. Сондықтан, «Түрлердің пайда болуы» атты еңбек жарық көрген 8 жылдан кейін ағылшын Ф. Дженкин «Егер сұрыпталу кезінде түрдің шамалы ғана өзгерген жеке дарасы аман қалса, онда келесі шағылысу кезінде пайда болған жаңа белгі «жоғалады», себебі шағылысуға түсіп отырған екінші сыңарда осы жаңа қасиеттер жоқ, яғни ондағы қасиеттер ұрпақтарында да болмайды, сонда қалай? — деген сұрақ қойды. Дарвин бұл сұрақты Дженкиннің шатағы деп, оған дұрыс жауап беруге ешуақытта ұмтылмады.
16)Эволюция
17)Эволюция.Опарин
18)Биосфералық деңгей
19)Биосфераның дамуы мен эволюциясы
20)Сұрыпталу, тұқымқуалаушылық, өзгергіштік заңдылықтарына тоқталу және ДНҚ
Табиғи сұрыпталу және тұқым қуалау өзгергіштігі. Олардың типтері, өзара әрекеттесуі және нәтижелеріҚолдан сұрыптау және табиғи сұрыпталу. Табиғи сұрыпталу табиғи популяцияларға тән үдеріс. Қолдан сұрыптауды адам өз мүддесі үшін жүргізеді. Чарлз Дарвин теориясының пайда болуына тарихи алдын ала жағдайлардың бірі XIX ғасырдың басы мен ортасында Англиядағы өнеркөсіптік төңкеріс болды. Сол кезде ауыл шаруашылық өндіріс тұңғыш рыноктың талабына тез және тиімді жауап қайтаруға үйренді. Үй хайуанаттарының жаңа қолтұқымдары және өсімдіктер жаңа іріктемелері көптеп шығарылды. Сонымен бірге өндірушілер бір маусымда (керме аралығындағы мерзім - бір жыл) қалаған белгілері бар жануарларды немесе өсімдіктерді шығаруға қол жеткізді. Бұдан соң гүлдердің ғажап түсі мен пішіндері сәнге айнала салысымен қалаған белгілері бар толып жатқан өсімдіктер кермелерден орын алды. Жылма-жыл орасан қосымша салмак беретін ірі қаралардың бірегей қолтұқымдары (қолда бағылған кездегі ересек дарақтың салмағы 600-1000 келіге дейін жеткен) шығарылды (8-кесте).Сұрыптау - бұл адам басқаратын эволюция. Сендер кестені талдау арқылы қолдан сұрыптаудың адам әрекетінің нәтижесі екеніне көз жеткізіңдер. Адам қандай да бір іріктемені (қолтұқымды) шығару үшін пайдаланатын белгілер дарақтардың жалпы тіршілікке бейімділігін едәуір төмендете алады. Көптеген қолтұқымды иттерде иммунитет әлсіреп, ауруға көбірек шалдығады. Алайда адам олардың ата тектерін тіршілікке бейімділік дәрежесі бойынша емес, сыртқы бітім сапасы бойынша сұрыптады. Мәдени өсімдіктердің барлық түрлері адам араласпаса, тіршілік үшін күресте өздерінің жабайы туыстарынан ұтылады. Олар жеміс мөлшері немесе гүлінің сәнділігі, тағы басқа белгілері бойынша сұрыпталды. Адам жағымсыз белгілері бар есімдіктерді іс жүзінде көбеюден үнемі толық қағыс қалдырады. Сүтті аз беретін сиырдан - төл, аз жұмырт- 8-кесте. Сұрыптау түрлерін салыстыруқалайтын тауықтан мол жұмыртқа алуды ойлаған зоотехник немесе сұрыптамашы жағдайының қандай екенін елестетудің өзі қиын. Тек жағымсыз белгілері бар дарақтарды қатыстырмай, толық шығарып тастау арқылы ғана өте шапшаң жылдамдыкпен қолдан сұрыптауға мүмкіндік болады. Алайда жылдамдық, үшін генетикалық дербестікті төмендетіп алуға тура келеді. Үй хайуанаттары қолтұқымының кепшілігі, көптеген өсімдік іріктемелері тәрізді өзара ойдағыдай жұптаса (шағылыса) алады. Атап айтқанда шағылыстырудан пайдалы сапалары үйлескен жаңа қолтұқым немесе іріктеме калыптасады. (Мәскеулік күзетші ит - қаскыр ит пен сенбернарды шағылыстыру нәтижесі.)Тұқым қуалау өзгергіштігі кезінде дарақ өз туыстастарынан ғана ерекшеленіп қоймай, осы өзгерістерді тұқым қуалауға береді. Өзгергіштіктің бұл түрі ағзаның тұқым қуалау белгілеріне қатысымен байланысты. Ол еселену немесе мейоздың жүрісі бұзылған кездейсоқ үрдістер нәтижесінде және жаңадан тұқым қуалау көрініс берген кезде мутациялық езгеріс болады. Сондай-ақ ата-енелері және ата тектерінің гендері мен белгілері жаңадан үйлескенде үйлесімді (комбинативной) тұқым қуалау өзгергіштігі пайда болады.Тұқым қуалау өзгергіштігінен басқа модификациялық та өзгергіштік бар. Мұндай кезде езгеріс ДНҚ молекулаларына - гендер мен хромосомаларға қатысы болмайды. Жаңа тұқым қуалау қасиеттері пайда болады. Ата-енелерінде бұрыннан бар және олардың ата тектерінщ гендері мен белгілері ұрпақтарында құрамаланған болса, онда ол уйлесімді өзгергіштік болады.Тұқым қуалау өзгергіштігінен басқа модификациялық тұқым қуаламайтын езгергіштік те болады. Ондайда ДНҚ молекуласына - гендер мен хромосомаларға әзгерістің катысы болмайды. Өзгергіштік сұрыптауға материал жеткізіп береді. Өзірге тіпті бір түр дарактарының өзгергіштігі болып түрса да жыныстары жөне жастары бәрібір біркелкі болмайды. Демек жабайы табиғатта дарақтардың біреуі жақсы, екіншілері нашар бейімделеді. Сөйтіп сұрыптау қайсысында тұқым қуалау сапасы жақсы болса, сонымен бірге сапасы нашарларды жойып, дарақтардың көбеюін сақтап қалады.Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі биополимер. ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант); екіншісі – пуриндік негіздер: аденин (А) мен гуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц); үшіншісі – фосфор қышқылының қалдығы. Нуклеин қышқылдарында мономерлік қалдықтар (нуклеотидтер) өзара фосфодиэфирлік байланыспен байланысқан. ДНҚ барлық тірі организмдердің болашақ ұрпағының құрылысы, дамуы және жеке белгілері туралы биол. мәліметті сақтап, оларды жаңадан пайда болатын клеткаларға бұлжытпай «жазу» жүйесінің негізі болып табылады. 1940 жылдың аяғында америкалық биохимик Э.Чаргафф (1905 ж.т.) әр түрлі организмдердің ДНҚ молекуласына талдау жасап, оның құрамындағы А мен Т, Г мен Ц негіздерінің молярлық мөлшері тең екенін көрсетті (бұны Чаргафф ережесі деп атайды). 1952 ж. ағылшын биофизигі М.Уилкинс (1916 ж.т.) және т.б. ғалымдар рентгендік талдау арқылы ДНҚ молекуласы құрылымының спираль бойынша оң жақ оралымын (В – ДНҚ), ал 1979 ж. америкалық ғалым А.Рич (1929 ж.т.) молекула құрылымының сол жақ оралымын (Z – ДНҚ) ашты. Азотты негіздер спираль осіне перпендикуляр түрінде орналасады. ДНҚ-ның үш сатылы құрылымының кеңістіктік моделін алғаш рет 1953 ж. америкалық ғалым Д.Уотсон (1928 ж.т.) мен ағылшын биологы Фрэнсис КрикФ.Крик (1916 ж.т.) жасады. Модель бойынша ДНҚ молекуласы қос тізбектен құрылған. Қос тізбек бір-бірімен азотты негіздер арасында пайда болатын сутекті байланыстар арқылы жалғасады. Бұл қос тізбекті негіздерге комплементарлық (ұқсас) принцип тән, яғни аденинге әдетте тимин, ал гуанинге цитозин сәйкес келеді. ДНҚ-ның бір-біріне қарама-қарсы бағытталған екі спиральді полинуклеотидті тізбегі бір осьті айнала оралып жатады. Уотсон мен Крик моделінің көмегімен ДНҚ-ның өздігінен екі еселену (репликация) қасиеті ашылды. Осы жаңалықтары үшін Уотсонға, Крикке және Уилкинске Нобель сыйлығы берілді (1962). Екі еселену кезінде комплементарлы орналасқан азотты негіздердің сутекті байланысы үзіліп, ДНҚ жіпшелері екіге ажырайды да, екі ұқсас спиральді ДНҚ тізбегі пайда болады. ДНҚ-ның екі еселенуінің мұндай процесі жартылай консервативтік деп аталады, себебі жаңа түзілген ДНҚ молекуласында бір тізбек бұрынғы болады да, екінші тізбек жаңадан түзіледі. Осының нәтижесінде организмнің барлық клеткаларындағы генетик. материал өзгеріссіз қалады. Бұл ғыл. жетістіктер тірі организмнің тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігін молек. деңгейде түсіндіруге жол ашты
20-24 дейн Биосфера ұғымы: «Биосфера» термині ғылыми әдебиеттерге 1875 ж. австрия геологы-ғалымы Эдуард Зюсс енгізген. . И. Вернадский (1863-1945) бұл терминді пайдаланды және биосфера туралы ілімді жасады. Егер «биосфера» түсінігімен, Зюсс бойынша, жер қабығының 3 сферасындағы (қатты, сұйық, газ тәрізді) тірі ағзалары байланыстырылса, ал В. И. Вернадский бойынша ең басты роль тірі ағзаларды геохимиялық күштерге бөлінеді. Сонымен, биосфера түсінігіне ағзаның өзгертуші іс-әрекеті кіреді, қазіргі уақытта ғана емес, сонымен бірге, өткендегі де іс-әрекет кіреді. Тірі ағзалары бар қазіргі уақыттағы биосфераның бөлімін қазіргі заманға биосфера немесе необиосфера деп атайды, ал көне биосфераға палеобиосфера немесе өткен биосфера жатады. Қазіргі заманғы көзқарас бойынша неосфера шекарасы атмосферадағы, шамамен азон экранына дейін (полюстерде 8-10 км., экваторда 17-18 км., басқа жер беттерінде 20-25 км.). Гидросфераны түгелдей, сонын ішінде Әлемдік мұхиттың (11022 м.) ең терең тұңғиығын да тіршілік алып жатыр. Литосферадағы тіршілік бірнеше метрге дейін топырақ қабатын алып жатыр. Палеосфера шекаралары атмосферадағы необиосферамен сәйкес келеді, ал су астындағы палеобиосфераға тау шөгінді жыныстары да жатады, В. И. Вернадский бойынша барлығы тірі ағзалардың үндеуінен өткен. «Тірі заттар» терминін әдебиеттерге В. И. Вернадский енгізген. Ол бұл терминді масса, энергия және химиялық құрам арқылы көрінетін барлық тірі ағзалардың жиынтығы деп түсіндіреді. «Косный» заттарға өлі табиғаттың заттары жатады. (Мысалы: минералдар жатады). Табиғатта сонымен бірге, «Биокосный» заттар кең таралған. «Тірі заттар»-биосфераның негізі, бірақ аз ғана бөлімін құрайды. Тірі заттардың ең жоғарғы орта өзгерткіш іс әрекетіне байланысты, негізгі ерекшеліктеріне келесілер жатады:1.Барлық еркін кеңістікті тез меңгеру қабілеттілігі. Берілген қасиет бойынша В. И. Вернадский келесідей қортындыға келді, яғни белгілі геологиялық кезеңдер үшін тірі заттардың саны тұрақты болды..Қозғалыстың белсенділігі. 3.Тіршілік кезіндегі тұрақтылық және өлгеннен кейін тез арада ыдырау. 4.Әртүрлі жағдайларға жоғарғы бейімделушілік қабілеттілігі (адаптация).
5.Реакция жүруінің ең жоғарғы жылдамдығы.
6.Тірі заттардың жаңаруының жоғарғы жылдамдығы. Орташа жанару биосфера үшін-8 жыл. Құрлық үшін-14 жыл. Мұхит үшін-33 күн. Тірі заттардың орта өзгерткіш қызметтері:
1) Энергетикалық: екі биогеохимиялық принциптен тұрады.
1-принцип: биосферада геохимиялық биогендік энергияны көп мөлшерде жұмсау.
2-принцип: өз тіршілігінде геохимиялық энергияны көбейте алатын ағзалар эволюция процесінде тіршілігін сақтап қалады.
2) Газдық: белгілі мекен ету ортаның ауа құрамын атмосферасын өзгерту мен тұрақы ұстау қабілеттілігі.
3) Тотығу-тотықсыздану функциясы: тірі заттардың ықпалынан ортаны О2 байытуға байланысты тотығу процесі, сондай-ақ, О2 жетіспеген кезде органикалық заттардың ыдырауына байланысты жүретін тотықсыздану процесі.
4) Концентрациялық- шашыранды химиялық элементтерді өз денесінде ағзаның шоғырландыру қабілеттілігі.
5) Деструктивтік-органикалық заттар қалдығы мен «косный» заттардың ағзалармен және олардың тіршілік әрекетінің өнімдерімен құлдырату немесе бұзылуы (деструкторларға-саңырауқұлақтар мен бактериялар жатады).
6) Транспорттық –ағзаның белсенді қозғалыс формасы нәтижесінде заттар мен энергияның тасымалдануы.
7) Ортаөзгерткіштік- бұл функция шамалы мөлшерде интрегративтік функция болып табылады.
8) Информациялық.