Популяциялар генетикасы және эволюциялық генетика негіздері
КІРІСПЕ.
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Популяциялық генетика.
1.2 Эволюциялық генетика негіздері.
ҚОРЫТЫНДЫ.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Популяциялық генетика.
1.2 Эволюциялық генетика негіздері.
ҚОРЫТЫНДЫ.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.
Популяциялық генетика- тұқым қуалаушылық құбылыстың топ дарақтарда яғни популяцияда зерттейтін генетиканың бөлімі. Генетик- популяционистер популяцияның генетикалық құрылымын және осы құрылымның ұрпақтан ұрпаққа өзгеруін зерттейді.
Эволюцияның қазіргі теориясын жасау генетикасыз мүмкін болмас еді. Сондықтан, осы ғылымның негіздерін қарастыру керек.
Табиғи сұрыптау жолымен эволюция теориясы 1858 жылы Лондондағы Линней қоғамының мәжiлiсiнде Чарлз дарвин мен Альфред Рассел Уоллес бiрлесе отырып жасаған баяндамасында ұсынылды. Жоғарыда айтып кеткендей, Дарвин мен Уоллес эволюция туралы айлар айтқан алғашқылар емес. Олардың есiмдерi эволюция идеясымен байланысы – табиғи сұрыпталу теориясын эволюция жүргiзетiн механизмдердiң бiрi екенiн ұсынуда болып табылады. Тек постулаттаудан гөрi жүру жолы белгiлi процесс бiзге сенiмдi болады
Жаңа биологияның жауапты міндетінің бірі—популяциялар мен түрлердің эволюциясын саналы түрде басқарып қажетке қарай бағыттау болып табылады. Түрлер мен популяциялардың эволюциясы табиғаттың заңдылығына байланысты, ол жануарлар, өсімдіктер, микроорганизмдер мен вирустарда адам сана-сезімімен басқарылып бағытталуы тиіс. Эволюция мен селекция өте күрделі факторлардың жиынтығына негізделген, олардың ішінде ең бастылары: табиғи және қолдан сұрыптау, ортаның әсеріне немесе адамның мақсатына сәйкес, топтардың генетикалық жүйелігі өзгереді.
Эволюцияның қазіргі теориясын жасау генетикасыз мүмкін болмас еді. Сондықтан, осы ғылымның негіздерін қарастыру керек.
Табиғи сұрыптау жолымен эволюция теориясы 1858 жылы Лондондағы Линней қоғамының мәжiлiсiнде Чарлз дарвин мен Альфред Рассел Уоллес бiрлесе отырып жасаған баяндамасында ұсынылды. Жоғарыда айтып кеткендей, Дарвин мен Уоллес эволюция туралы айлар айтқан алғашқылар емес. Олардың есiмдерi эволюция идеясымен байланысы – табиғи сұрыпталу теориясын эволюция жүргiзетiн механизмдердiң бiрi екенiн ұсынуда болып табылады. Тек постулаттаудан гөрi жүру жолы белгiлi процесс бiзге сенiмдi болады
Жаңа биологияның жауапты міндетінің бірі—популяциялар мен түрлердің эволюциясын саналы түрде басқарып қажетке қарай бағыттау болып табылады. Түрлер мен популяциялардың эволюциясы табиғаттың заңдылығына байланысты, ол жануарлар, өсімдіктер, микроорганизмдер мен вирустарда адам сана-сезімімен басқарылып бағытталуы тиіс. Эволюция мен селекция өте күрделі факторлардың жиынтығына негізделген, олардың ішінде ең бастылары: табиғи және қолдан сұрыптау, ортаның әсеріне немесе адамның мақсатына сәйкес, топтардың генетикалық жүйелігі өзгереді.
1. Мұхамбетжанов К.К., Далабаев Б.А., Өтешева Г.А. Гентикадан практикалық сабақтар. Алматы. Ғылым 2004.
2. Мұхамбетжанов К.Қ. Генетика.Алматы 2005.
3. Инге Вечтомов.С.Г.Генетика сосновами селекции, М.Высшая школа, 1989.
4. Лобашев М.Е.Ватти К.Е.Тихомирова М.М.Генетика сосновами селекции, М.Просвещение, 1979.
5. Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководства к практическим занятям по генетике. М. Просвещение, 1979.1972.
6. Лобашев М.Е. Генетика. Изд-во ЛГУ. Генетические 1969.
7. Медведев Н.Н.Практическая генетика. М. Наука,1966.
8. Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2006. ISBN 9965-33-634-2
9. Әбилаев С.А. Молекулалық биологи және генетика: Оқулық.- Шымкент: «Асаралы» баспасы, 2008.- 424б.:ил. –ISBN 9786017065225:2500т.
10. Әбилаев С.А. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- 2-ші, түзет.ж.. толық.-2010.- 388 б.
11.Бегімқұл Б. Медициналық генетика негіздері: оқулық.- Астана: Фолиант, 2008.- 336 с.
12. Мухамеджанов А, Абдакаликов М. Общая и военная радиобиология: Учебное пособие.- 2008.- 142 с.
13. Құлтанов Б.Ж. Радиобиологияның таңдамалы сұрақтары: оқу-әдістемелік құрал, КГМУ.- Қарағанды, 2009.- 163 б.
14. Стамбеков С.Ж. Генетика. Новосибирск, 2002. -436 б - 60 дана
15. Бегімқұл Б.Қ. Генетика, Алматы, 2000. -358 6.-50 дана
16. Эбшаев С.А.МолекулалыК биология жзне генетика. Шымкент, 2008.-424 6.-50 дана
17. Бегімқұл Б.Қ. Молекулалык генетика жэне биотехнология непздерл. Алматы. 1996.-124 6.-25 дана
2. Мұхамбетжанов К.Қ. Генетика.Алматы 2005.
3. Инге Вечтомов.С.Г.Генетика сосновами селекции, М.Высшая школа, 1989.
4. Лобашев М.Е.Ватти К.Е.Тихомирова М.М.Генетика сосновами селекции, М.Просвещение, 1979.
5. Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководства к практическим занятям по генетике. М. Просвещение, 1979.1972.
6. Лобашев М.Е. Генетика. Изд-во ЛГУ. Генетические 1969.
7. Медведев Н.Н.Практическая генетика. М. Наука,1966.
8. Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2006. ISBN 9965-33-634-2
9. Әбилаев С.А. Молекулалық биологи және генетика: Оқулық.- Шымкент: «Асаралы» баспасы, 2008.- 424б.:ил. –ISBN 9786017065225:2500т.
10. Әбилаев С.А. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- 2-ші, түзет.ж.. толық.-2010.- 388 б.
11.Бегімқұл Б. Медициналық генетика негіздері: оқулық.- Астана: Фолиант, 2008.- 336 с.
12. Мухамеджанов А, Абдакаликов М. Общая и военная радиобиология: Учебное пособие.- 2008.- 142 с.
13. Құлтанов Б.Ж. Радиобиологияның таңдамалы сұрақтары: оқу-әдістемелік құрал, КГМУ.- Қарағанды, 2009.- 163 б.
14. Стамбеков С.Ж. Генетика. Новосибирск, 2002. -436 б - 60 дана
15. Бегімқұл Б.Қ. Генетика, Алматы, 2000. -358 6.-50 дана
16. Эбшаев С.А.МолекулалыК биология жзне генетика. Шымкент, 2008.-424 6.-50 дана
17. Бегімқұл Б.Қ. Молекулалык генетика жэне биотехнология непздерл. Алматы. 1996.-124 6.-25 дана
АННОТАЦИЯ
Курстық жұмыс Популяциялар генетикасы және эволюциялық генетика негіздері тақырыбында орындалған.
Популяциялық генетикаға жалпы сипаттама берілді. Эволюциялық генетика негіздеріне талдау жасалды.
Жұмыстың мазмұны кіріспе, негізгі бөлім, қорытынды және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Курстық жұмыс 26 беттен тұрады.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.1 Популяциялық генетика ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.2 Эволюциялық генетика негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
17
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
25
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .
26
КІРІСПЕ
Курстық жұмыстың өзектілігі: Популяциялық генетика- тұқым қуалаушылық құбылыстың топ дарақтарда яғни популяцияда зерттейтін генетиканың бөлімі. Генетик- популяционистер популяцияның генетикалық құрылымын және осы құрылымның ұрпақтан ұрпаққа өзгеруін зерттейді.
Эволюцияның қазіргі теориясын жасау генетикасыз мүмкін болмас еді. Сондықтан, осы ғылымның негіздерін қарастыру керек.
Табиғи сұрыптау жолымен эволюция теориясы 1858 жылы Лондондағы Линней қоғамының мәжiлiсiнде Чарлз дарвин мен Альфред Рассел Уоллес бiрлесе отырып жасаған баяндамасында ұсынылды. Жоғарыда айтып кеткендей, Дарвин мен Уоллес эволюция туралы айлар айтқан алғашқылар емес. Олардың есiмдерi эволюция идеясымен байланысы - табиғи сұрыпталу теориясын эволюция жүргiзетiн механизмдердiң бiрi екенiн ұсынуда болып табылады. Тек постулаттаудан гөрi жүру жолы белгiлi процесс бiзге сенiмдi болады
Жаңа биологияның жауапты міндетінің бірі -- популяциялар мен түрлердің эволюциясын саналы түрде басқарып қажетке қарай бағыттау болып табылады. Түрлер мен популяциялардың эволюциясы табиғаттың заңдылығына байланысты, ол жануарлар, өсімдіктер, микроорганизмдер мен вирустарда адам сана-сезімімен басқарылып бағытталуы тиіс. Эволюция мен селекция өте күрделі факторлардың жиынтығына негізделген, олардың ішінде ең бастылары: табиғи және қолдан сұрыптау, ортаның әсеріне немесе адамның мақсатына сәйкес, топтардың генетикалық жүйелігі өзгереді.
Курстық жұмыстың мақсаты: Популяциялық генетикаға жалпы сипаттама беру, эволюциялық генетика негіздеріне талдау жасау.
Курстық жұмыстың міндеттері:
Популяциялық генетикаға жалпы сипаттама беру;
Эволюциялық генетика негіздеріне талдау жасау;
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Популяциялық генетика
Популяциялық генетика- тұқым қуалаушылық құбылыстың топ дарақтарда яғни популяцияда зерттейтін генетиканың бөлімі. Генетик- популяционистер популяцияның генетикалық құрылымын және осы құрылымның ұрпақтан ұрпаққа өзгеруін зерттейді.
Популяциялық генетика -- тұқым қуалаушылық құбылысын топ дактарда яғни популяцияда зертейтін генетиканың бөлімі. Генетик - популяционистер популяцияның генетикалық құрылымын және осы құрылымның ұрпақтан ұрпаққа өзгеруін зерттейді [13,75б.]
Эволюция процесін зерттегенде, біз популяцияда жүретін генетикалық процестерді қарастырамыз. Генетикалық тұрғыдан эволюция дегеніміз - белгілі популяциядағы гендер жиілігінің өзгеруі. Сондықган да популяциялық генетиканы эволюциялық генетиканың бір бөлігі ретінде де қарауға болады. Бірақ бұл екі бөлімді әйтсе де жеке бөлу қажет, өйткені популяциялар генетикасының зерттеу тақырыбы нақты түрдің популяциялары болса, ал эволюциялық генетиканың тақырыбы болып бір немесе әр алуан түрлерге жататын кез келген популяция саналады. Жеке алынған дарақ эволюциялық процестің бірлігі бола алмайды, себебі оның генотипі өмір бойы өзгермейді және де оның өмір сүру уақытысы шектелген. Сонымен эволюциялық процестің қарапайым бірлігінің негізін жеке организм емес популяция құрайды. Популяция дегеніміз белгілі ареалды мекендейтін, өзара еркін будандаса алу қабілеті бар бір түр ішіндегі организмдер тобы болып саналады
Популяциялар үздіксіз ұрпақтардың қатары болып табылады. Бұдан басқа, популяцияның генетикалық құрылымы өзгеруі мүмкін яғни ұрпақтан ұрпакқа эволюция жолымен дами алады. Мал шаруашылығында популяция деп белгілі санымен және нақты ареалда таралумен сипатталатын мал тобын түсінеді. Мұндай популяция басқа популяциялардан генетикалық құрылымымен, өнімділік сапасымен тағы басқа белгілерімен айырмашылығы болады. Популяция малдың белгілі бір тұқымынан құралуы мүмкін, егер шаруашылық сол тұқыммен ғана айналысса, сонымен қатар популяцияның құрамына әр түрлі тұқымдар кіруі де мүмкін. Әдетте популяция - тұйықталған топ, себебі малды басқа популяциядан шеттен әкелу және шетке шығару шектелген, өйткені көпшілік жағдайда популяциядағы малдардың көбеюі, сол популяциядағы аналық жөне аталық малды жұптау арқылы іске асады. Белгілі бір популяцияның басқа популяциядан генетикалық құрамы бойынша айырмашылығы болады. Мәлім популяцияға дарақтардың барлық гендерінің жиынтығы генофонд депаталады. Популяциялардың қалыптасуы эволюциялық негізі үш фактор - тұқым қуалаушылық, өзгергіштік жөне сұрыптау арқылы іске асады. Популяцияның қалыптасуы кезінде пайда болатын эволюциялық өзгерістер микроэволюция деп аталады. Популяциялардың екі түрін - табиғи жөне жасанды - ажыратады. Табиғи популяцияның генетикалық құрамы негізінен табиғи сұрыпталудың нәтижесінде анықталса, ал жасанды популяцияның қалыптасуы адам арқылы жүретін қолдан сұрыптау арқылы іске асады. Осыған байланысты ауыл шаруашылығында өсірілетін малдар тұқымын алуан түрлі жасанды популяциялар ретінде қарауға болады.
Популяция ұғымы лат. populus - халық деген мағынаны білдіреді. Бұл терминді алғаш рет дат генетигі В.Л.Иогансен қолданды.
Популяция ұғымы биологияда негізгі ұғымдардың бірі, ал популяцияны генетикалық, эволюциялық және экологиялық тұрғыдан зерттеу жұмыстары ерекше бағытқа - популяциялық биологияға бірігеді [9,147б.]
Популяциялық экология немесе демэкология осы бағыттың бір бөлігі болып табылады. Популяция (латын тілінде populus -- халық, тұрғын халық) -- белгілі бір кеңістікте генетикалық жүйе түзетін, бір түрге жататын және көбею арқылы өзін-өзі жаңғыртып отыратын организмдер 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 организмдердің 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.
Популяция туралы түсінік әрбір түр белгілі бір аумақта - ареалда тіршілік етеді. Көбіне ареалдың әр жерінде орналасқан особьтар топтары бір-бірімен байланыса да алмай, шағылыса да алмай бөлектеніп өмір сүреді. Бұл топтардың саны түрдің санына, тарихи (филогенетикалық) жасына, ареалдың аумағына және басқа да себептерге байланысты. Популяция - тіршілік циклдары, морфологиялық белгілері ұқсас, генефондары ортақ особьтар жиынтығы.
Популяция ұғымы лат. populus - халық деген мағынаны білдіреді. Бұл терминді алғаш рет дат генетигі В.Л.Иогансен қолданды.
Популяция ұғымы биологияда негізгі ұғымдардың бірі, ал популяцияны генетикалық, эволюциялық және экологиялық тұрғыдан зерттеу жұмыстары ерекше бағытқа - популяциялық биологияға бірігеді. Популяциялық экология немесе демэкология осы бағыттың бір бөлігі болып табылады.
Бір популяцияға жататын азғалар бір-біріне қоршаған ортаның факторлары немесе басқа да бірге тіршілік ететін түрлерден кем әсер етпейді. Популяцияда тұраралық қарым-қатынастың барлық формалары кездеседі. Алайда популяцияда көбіне бәсекелестік және мутуалистік (бір-біріне пайдалы) байланыстар қатты байқалады. Популяциядағы өзіндік түруші қарым қатынастары - бұл ұрпақ әкелуге қатысты байланыстар; әртүрлі жынысқа жататын особьтар арасындағы және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар [13,182б.]
Экологиялық жүйелердің, сонымен қатар популяцияның негізгі қасиеті - олар үнемі өзгерісте, қозғалыста болады. Бұл жүйенің өнімділігіне, биологиялық алуан түрлілігіне, құрылымдық - Функционалдық ерекшелігіне әсер етеді. Тірі материяның ұйымдасу жүйесінде популяциялық деңгей ерекше орын алады.
Бір жағынан популяция тіршіліктің әртүрлі деңгейінде: ағза-популяция-биоценоз-биогеоценоз -биосфера Функционалдық-экологиялық қатарына кіретін биоценотикалық қарым-қатынастың элементарлық бірлігі болып табылады. Екінші жағынан популяция әртүрлі деңгейдегі таксондардың Филогенетикалық байланысын: ағза - популяция - түр - тұыс - тұқымдас - отряд - класс - патшалық көрсететін генетикалық- эволюциялық қатарына кіретін эволюциялық процестің элементарлық бірлігі.
Түрдің популяциялық құрылымы
Түрдің популяциялық құрылымы әрбір түр белгілі бер территорияда (ареалда) тіршілік ете отырып сол территорияда популяциялар жүйесі ретінде көрінеді. Түр тіршілік еткен ареал неғұрлым күрделі, бөлшектенген болса популяциялар арасындағы алшақтық та соғұрлым жоғары болады. Алайда түрдің популяциялық құрылымын оның биологиялық ерекшеліктері - особьтардың қозғалу белсенділігі, табиғи кедергілерді, тосқауылдарды жеңе білуі және т.б. анықтайды. Егер түр мүшелері үлкен кеңістікте үнемі қозғалып, араласып жатса мұндай түр аз ғана ірі-ірі популяциялардан тұратын түр болып сипатталады. Көшіп-қону (миграция) қабілеттілігімен әдетте солтүстік бұғылары, Африка саванналарындағы тұяқты жануарлар ерекшеленеді. Олар маусымдық көшіп-қону кезінде жүздеген шақырым жерлерді артқа тастайды. Мұндай түрге жататын популяциялардың шекаралары әдетте, үлкен географиялық тосқауыл, бөгеттер - үлкен өзендер, тау жоталары т.б. бойынша өтеді.
Қозғалуға белсенділігі төмен жағдайда түрдің құрамында ландшафттың мозайкалығын білдіретін көптеген майда популяциялар құрылады. Мозайкалық - қауымдастықтың кеңістікте көлденең таралуы. Өсімдіктер мен аз және баяу қозғалатын жануарларда популяция саны ортаның әртүрлілігіне тікелей байланыста болады. Мысалы, мұндай түрлердің таулы аудандарда жазық жерлермен салыстырганда территория бойынша бір-бірінен алыстап, бөлінуі жоғары. Кейде түрдің кішкентай ареалда тіршілік етуі ортаның әртүрлілігіне емес, ағзаның мінез-құлқына да байланысты. Мысалы, аюлар өздері тіршілік етіп жатқан жерге бауыр басып қалатындықтан ол жерді тастап кетпейді, сондықтан үлкен ареалда бір-бірінен кейбір қасиеттері бойынша өзгешеліктері бар көптеген майда топтар болып тіршілік етеді.
Көршілес популяциялардың бір-бірінен алшақ өмір сүру ерекшеліктері әртүрлі. Кей жағдайда олар тіршілік етуге қолайсыз жерлермен бір-бірінен оқшауланса, кейде тіршілікке қолайлы ортада (шөлді жердегі өзен аңғарлары мен оазистерде) бір жерге көптеп шоғырланған.
Бір түрге жататын популяциялардың ішінде шекаралары жақсы байқалатын және керісінше, анық байқалмайтын ареалда тіршілік ететін популяциялар да болуы мүмкін. Көпшілікке белгілі, астық тұқымдастардың зиянкесі тасбақалы қандала жұмыртқаны жарып шыққан сон 2,5-3 айдан кейін дәнді алқаптардан ондаған, жүздеген шақырым жердегі тау етегіндегі ормандарға ұшып, қоныс аудару басталады. Ол жерде олар келесі көктемге дейін ағаштардан түскен жапырақтар арасында қыстап шығады. Ұшу ұзақтығы особьтардың қоңдылығына байланысты. Нәтижесінде қыстап шығатын бір жерде әртүрлі жерлерден ұшып келетін қандалалар араласып кетеді. Ал көктемгі ұшу бағыты желдің бағытына байланысты болады. Осыған байланысты үлкен кеңістікте особьтардың үнемі қозғалуы және бір-бірімен араласуы болып жатады да жекелеген популяциялардың шекаралары бола бермейді. Сондықтан түр ішінде популяциялар әртүрлі көлемдегі топтар ретінде кездесуі мүмкін [8,36б.]
Популяциялар арасында жекелеген особьтардың алмасуы ұдайы немесе ара-тұра болып жатады. Қарғалардың маусымдық көшуі кезінде жас құстардың бір бөлігі қыстайтын жерінде сол жердегі басқа особьтармен жұп түзіп қалып қояды.
Жекелеген особьтар арасындағы байланыстар бір нәтижеге, популяция арасындағы байланыстар басқаша нәтижелерге алып келеді. Мысалы, белгілі бір паразиттің ұзақ уақыт бойы әсер етуі иесінің физиологиялық жағдайының, ұрпақ шығаруының, өмір сүру ұзақтығының өзгеруіне байланысты болуы мүмкін. Осы түрге жататын популяциялар арасындағы қарым-қатынастар олардың топтық сипаттарының - санының, жастық құрамының, өлуі мен популяцияның өсу қарқындылығьшың өзгеруіне алып келеді. Популяциялар арасындағы байланыстар оларды бүтін бір түр ретінде ұстап тұруға көмектеседі. Популяциялар арасындағы ұзақ және толық оқшаулану әдетте жаңа түрлердің пайда болуына алып келеді.
Кейбір популяциялар арасындағы өзгешеліктер әртүрлі деңгейде болады. Ол өзгешеліктер олардың тек топтық сипатына ғана емес, жеке особьтарының мінез-құлық, морфологиялық және Физиологиялық ерекшеліктеріне де қатысты болуы мүмкін. Ареалдың әртүрлі бөлігіндегі ақ қояндар бір-бірімен түсі, дене мөлшері, ас қорыту жүйесінің құрылысы бойынша айырмашылықтары болады. Мысалы, Ямал түбегіндегі ақ қояндардың аш ішектерінің ұзындығы Орал тауының орманды далаларындағы өкілдеріне қарағанда 2 есе ұзын. Бұл қоректену ерекшеліктеріне, қорек құрамындағы қатты азықтардың мөлшеріне байланысты.
Тіршілік орталарының айырмашылықтары неғұрлым көп және особьтар арасындағы алмасу нашар болса, соғұрлым популяциялардың бір-бірінен өзгешеліктері көп болады.
Генетикалық біртұтастығына және көбею түріне байланысты популяциялар: панмиктикалық (айқас ұрықтану), клонды және клонды-панмиктикалық (мысалы, шіркейлерде партеногенетикалық ұрпақ жынысгы ұрпақпен алмасады) болып бөлінеді.
Тұқымды өсімдіктердің жастық кезеңдері мен күйлері
Особьтың жастық күйі -- ортамен белгілі бір қарым-қатынаста болатын онтогенездегі этаптары. Мысалы: өскіндер тұқымдағы қорлық заттармен және фотосинтез әсерінен аралас қоректенеді; ювенильдік өсімдіктер өздігінен дербес қоректенеді, оларда тұқым жарнақтары болмайды; имматурлық өсімдіктердің өркендері түптене бастайды; өсімдіктің генеративті кезеңге ауысуымен тек гүлдер мен жемістер пайда болмайды, ағзада ішкі биохимиялық және физиологиялық өзгерістер жүреді [5,98б.]
Осы күйдегі популяциядағы особьтар ара қатынасын популяцияның жастық спектрі деп атайды. Жастық спектр ағзалардың өлу және туылу белсенділігімен байланысты. Популяцияның жастық құрылымы сыртқы факторлар әсерінен өзгеруі мүмкін. Өйткені сыртқы факторлар туылу және өлу процестерін қадағалап отырады.
Егер популяцияда барлық жастағы особьтар біркелкі мөлшерде болса соғұрлым өміршең болады. Мұндай популяцияларды қалыпты деп атайды. Егер популяцияларда кәрі особьтар көп болса оны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяциялар деп, ал жас особьтар саны көп популяцияларды инвазиялық немесе өсіп келе жатқан популяциялар деп атайды.
Популяциядағы әр жастағы особьтардың сандық мөлшерін салыстыру үшін жастық құрылымының гистограммасы құрастырылады.
Жастық құрылымға талдау жасау жақын арада популяцияның бірнеше ұрпақтарының сандық мөлшерін білуге көмектеседі. Мұндай талдаулар ауланатын балықтардың шамасын білу үшін балық шаруашылығында жиі қолданылады. Егер таңдап алынған табиғи популяцияның жастық құрылымының көрсеткіштеріне ортаның әсері дәл анықталып алынған болса, алдағы бес жылда аулауға болатын балықтардың мөлшері туралы дәлдігі жоғары болжамдар алуға болады.
Популяцияның этологиялық (мінез-құлық) құрылымы - Жануарлар мінез-құлқы ерекшеліктерін этология ғылымы зерттейді, яғни, бір популяциядагы особьтардың бір-бірімен қарым-қатынасын популяцияның этологиялық немесе мінез-құлық құрылымы деп атайды.
Популяциядағы жануарлардың мінез-құлқы түрдің қалай: жеке тіршілік ете ме, әлде топтаньш тіршілік ете ме - соған байланысты.
Жеке тіршілік ету көптеген түрлерде, бірақ тіршілік циклының кейбір стадияларында ғана кездеседі. Түрдің өмір бойы жеке тіршілік етуі табиғатта кездеспейді. Өйткені онда негізгі функция - көбею болмайтын еді. Алайда кейбір бірге тіршілік ететін түрлерде өте әлсіз, сирек байланыс болады. Бұған мысал ретінде кейбір су жануарларын айтуға болады. Оларда ұрықтану сырттай жүреді (сегізаяқ). Ал кейбір іштей ұрықтанатын түрлерде де аталық және аналық особьтардың байланысы өте қысқа, тек копуляция (шағылысу) кезінде ғана болады (хан қызы, кейбір қоңыздарда, т.б.).
Жеке тіршілік ететін түрлерде особьтардың шоғырланып жиналуы уақытша - көбею алдында, қысқы суықтан пана іздеген кезде байқалады (мысалы, кейбір көбелектер күзде көптеп үйдің шатырының астында немесе басқа бір паналайтын жерлерде, жайындар мен шортан балықтар су түбіндегі шұңқырларда).
Популяция ішінде особьтар арасындағы қатынастардың күрделенуі екі багытта жүреді: особьтар арасында жыныстық байланыстың күшеюі және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстардың пайда болуы. Осының негізінде популяциялар ішінде құрамы және бірге болу ұзақтығы әртүрлі семьялар құрыла бастайды [1,176б.]
Ата-аналық жұптардың құрылуы қысқа да, ұзақ та уақытқа, кейде тіпті өмір бойына құрылады. Мысалы, полигамды бұлдырық, саңырау құр аталықтары көптеген аналықтармен шағылысады да, бірақ тұрақты жұп түзбейді. Кейбір үйректерде (бізқұйрық) қыс кезінде немесе миграция кезінде жүптар түзіп, аналықтары ұяларына орналасқан соң аталықтары оларды тастап кетеді. Көптеген торғайларда жұптары балапандарының қанаттары қатайғанша бірге болады. Аққу, тырна, көгершіндерде жұптар көптеген жылдар бойы, кейде өмір бойы бірге болады.
Жануарларда жұбын іздеу көбею алдында күрделі болып, Мінез-құлықтары да өзгереді (мысалы, шалғыншы қоңыздарда жүп құру алдында аталық особьтардың билеуі, кейбір өрмекшілерде (қарақұрт) шағылысқан соң аталықтарының аналықтарына қорек болуы, құстарда ұя салу және т.б.).
Жұптарын іздеген кезде жануарлар арасында бәсекелестік күшейе түседі. Аталықтары арасында төбелестер, ритуалды қимыл-қозғалыстар күрделеніп жиілейді. Сөйтіп, көбею алдында жануалар популяциясында особьтар арасындағы байланыстар күшеиіп - жұбын іздеу белсенділігі арта түседі.
Семьялық тіршілік етуде ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар күшті болады (мысалы, ата-анасының біреуінің жұмыртқасын басып шығару, жауларынан бірлесіп қорғану және т.б.). Құстарда балапандары үлкейгенше, аю, жолбарыс популяцияларында балалары бірнеше жыл ата- аналарының жанында, жыныстық жасқа жеткенше тәрбиеленеді.
Ұрпақтарын ата-анасының қайсысы күтуіне байланысты аталық, аналық және аралас типтері болады. Семьялық тіршілік етуде жануарлардың территориялдық мінез-құлқы анық байқалады: әртүрлі белгілер, өз территориясын белгілеу, т.б.
Жануарлардың мұнан да үлкен бірлесіп тіршілік етуі - колониялар, үйірлер, табындар. Олардың негізінде популяциядагы байланыстардың күрделене түсуі жатыр.
Колония - жануарлардың бір жерде топтасып тіршілік етуі. Олар ұзақ уақыт бойы немесе уақытша көбею кезінде ғана болуы мүмкін (мысалы, шағала, гагар, тупиктерде уақытша).
Колонияның күрделі түрі - особьтар арасында қызметтердің бөлінуі. Бұл кейбір особьтардың тіршілігін сақтап қалуға әсер етеді. Мысалы, бір-бірін әртүрлі белгілер беріп сақтандыру және жауларынан бірігіп қорғану. Кейбір қаздар, шагала, қарлығаштар шулап жауларынан үяларын, балапандарын қорғап қалады. Ең күрделі колониялар кейбір жәндіктерде - термиттерде, араларда, құмырсқаларда кездеседі (көбею, қорғану, ұя салу). Мұнда тіпті еңбекті бөлісу де байқалады.
Үйір - жануарлардың уақытша бірігіп тіршілігін жеңілдетуі (жауларынан қорғану, қорегін табу, миграция). Мұндай бірігу құстарда, балықтарда, иттерде көп кездеседі.
Қимыл-қозғалыстарын үйлестіру бойынша үйірлер 2 топқа бөлінеді: Эквипотенциалды, яғни, үйір мүшелерінде айқын доминанттар болмайды (балықтарда, кейбір құстарда). Көсемдері бар үйірлер (ірі құстарда, сүт қоректілерде).
Табын - үйірлерге қарағанда біршама үзақ, түрақты тіршілік етеді. Мұндай топтардың негізін доминант-багыныштылық қатынастар құрайды. Табындардың бір түрі - уақытша немесе біршама уақытта түрақты көсемдері бар топтар. Көсем - бұл тәжірибелі топ мүшесі. Табынның миграциясын, қоректенетін жерді және т.б. қасиеттерін көсемдері анықтайды.
Көсемдіктің биологиялық маңызы - жеке особьтардын тәжірибесі бүкіл топқа пайдалы болуында [15,25б.].
Топ эффекті - бірге тіршілік ету барысында особьтарда физиологиялық процестердің қалыпты жүріп, өміршеңдігінің артуы. Топта тіршілік ету жүйке және гормоналдық жүйелер бойынша жануарлар ағзасындағы көптеген физиологиялық процестерге әсер етеді. Особьтарды жеке үстаган кезде (әдетте топта тіршілік ететін) зат алмасу процестері өзгеріп, өміршеңдігі нашарлай түседі. Мысалы, қойлар отардан жеке қалғанда жүрек соғуы, тыныс алуы жиілей түседі де, отарға қосылғанда қалпына келеді. Жарқанаттарда колониядан жеке қыстап шыққанда зат алмасу процесі тез жүріп, энергияның көп бөлінуіне алып келеді. Әдетте мұндайда жарқанаттар көбіне өліп қалады.
Топ эффекті жеке тіршілік ететін түрлерде байқалмайды. Егер мұндай түрлерді жасанды түрде басқа түрлермен қосса, оларда тпіркену, бір-бірімен соғысу жиілеп көптеген физиологиялық көрсеткіштері оптимумнан ауытқи бастайды. Мысалы, құлақты кірпілер жеке .тіршілік еткен кезбен салыстырғанда топта оттегіні 134% -ға көп паидаланады.
Популяция динамикасы
Популяция динамикасы - популяциядағы даралардың сандық мөлшерін және оларды реттеудің механизмдерін зерттейтін популяциялық экологияның бөлімі.
Популяция динамикасының негізгі белгілеріне жататындар:
Популяцияның сандық мөлшері - белгілі бір аумақтағы немесе көлемдегі даралардың жалпы саны;
Популяция тығыздығы - белгілі бір жер аумағындағы немесе көлемдегі даралардың орташа саны;
Популяциядағы туылу саны - белгілі бір уақыт ішінде көбею нәтижесінде популяцияда пайда болған жаңа даралардың саны;
Популяциядағы өлу саны - белгілі бір кезеңдегі популяциядағы өлген даралар саны;
Популяция өсімі - популяциядағы даралардың туылуы мен өлуі арасындағы сандық айырмашылық;
Өсу қарқыны - белгілі бір уақыт ішіндегі популяциядағы орташа өсім.
Мұндай демографиялық белгілерді зерттеу популяция тіршілігінің заңдылықтарын, сәйкесінше жалпы экожүйедегі тұрақтылық негіздерін анықтауға мүмкіндік береді.
Популяцияның сандық мөлшері мен тығыздығы - популяцияның сандық сипаттамасын көрсететін негізгі көрсеткіштер.
Әрбір популяцияға биотикалық потенциал тән, яғни, белгілі бір уақыт аралығылда популяциядағы даралардың сандық мөлшерінің көбеюіне қабілеттілігі. Әртүрлі ағзаларда биотикалық потенциал әрқалай. Көбеюдің жоғары потенциалы бар ағзаларға, мысалы, кейбір бактерияларды жатқызуға болады. Әрбір 20 минут сайын жай бөліну арқылы көбейетін Bacillus coli бактериялары қолайлы жағдайларда бүкіл жер шарын 36 сағатта игеретін еді. Ал 7,5 млрд-қа дейін спора түзетін жауын саңырауқұлағы екінші ұрпағында бүкіл Жер бетін басып қалатьн еді.
Биотикалық потенциалдың мөлшері әр түрлі түрлерде әрқалай. Мысалы, еліктің аналығы бүкіл өмірінде 10-15 лақты дүниеге алып келеді, нематод трихина (Trichinella spiralis) - 1.8 мың жұмыртқа салса, бал арасыньщ аналығы - 50 мың жұмыртқа, ал ай-балық (Mola mola) 3 млрд. уылдырық шашады. Бұл түрлердің биоткалық потенциалы мұнан да жоғары, өйткені дамып келе жатқан жұмыртқалар мен ұрықтардың көпшілігі туылмай жатып өліп кетеді.
График бойынша популяцияның осылай өсуін көрсететін қисық сызықты экспоненциалды деп атайды. Сонымен, қолайлы жағдайларда әрбір түрдің сандық мөлшері экспоненциалды (логарифмдік) қисық бойынша өсуге қабілетті. Сандық мөлшердің геометриялық өсу қарқынын экспоненциалды өсу деп атайды [8,53б.].
Популяция гомеостазы
Популяция гомеостазы Популяциялардын ішкі тұрақтылығын өз механизмдері арқылы реттеуін гомеостаз, ал популяцияның сандық, мөлшерінің орташа шамадан ауытқуын олардьщ динамикалық тепе-теңдігі дen, яғни, белгілі бір жағдайдағы популяциялық өз санын бір қалыпты ұстап тұруын атайды. Әрбір жүйенің тіршілік етуі - оның құрамы мен құрылымы, ішкі байланыстары және уақыт пен кеңістіктегі өзгерісі өзін-өзі реттеу арқылы жүзеге асып отырады. Өзін-өзі реттеу - ағзалардың үнемі өзгеріп отыратын орта жағдайларында тіршіліктерін сақтап қалу үшін бейімделуі, ыңғайлануы. Популяцияның өзін-өзі реттеуі табиғатта тең екі күш арқылы жүзеге асып отырады. Бір жағынан, бұл популяция санының өсуіне алып келетін барлық факторлардың жиынтығын құрайтын биотикалық потенциал (туылу, жаңа жерлерге қоныстану, қорғаныс механизмдері, т.б.), ал екінші жағынан - популяция санын азайтатын факторлар жиынтығы (судың, қоректің тапшылығы, ауа-райының қолайсыз жағдайлары, жыртқыштар, паразиттер, бәсекелестер, аурулар).
Сонымен популяция санының өсуі, азаюы немесе бір қалыпты болуы биотикалық потенциал мен орта салмағының ара салмағына байланысты. Түр популяциясы санының өзгеруі -- оның биотикалық потенциалы мен қоршаған орта жағдайлары арасындағы тепе-теңдіктің бғзылуының нәтижесі.
Реттеуші факторлар әсерін ағзалардың түраралық және түріші қарым-қатынастары деңгейінде қарастыруға болады. Гомеостаздың тұраралық механизміне жыртқыш-жемтік, иесі- паразит, бәсекелестік қарым-қатынастары жатады. Бәсекелестік популяция іші гомеостазының негізінде жатыр. Ол қатты және жұмсақ формада болуы мүмкін. Қатты формасы особьтардың өліміне алып келеді. Мысалы, орман қауымдастықтарында өскін кезінде 1 га жерде ағашты өсімдіктердің бірнеше жүз мың особы кездеседі. Қылқан жапырақты ағапггардың саны 100-120 жылдан кеиің, жапырақты ағаштар саны 50-70 жылдан соң 1 га жерде әдетте 1000 особьтан, көбіне бірнеше жүзден аспайды. Көпшілігі бәсекелестік әсерінен өледі [11,86б.]
Жануарлар әлемінде тірішілік күресі каннибализм (өзі сияқтыларды жеу) арқылы көрініс береді. Мысалы, каннибализм құбылысы кейбір кемірушілерге, жәндіктер личинкаларына, алабұға, шортан балықтарына тән.
Тығыз популяцияларда сандық мөлшердің реттелуінің басты механизмі стресс-реакция болып табылады. Егер популяция ға күшті тітіргендіргіш әсер етсе, популяция оған стресс-реакциямен жауап береді. Табиғатта стресстіц көптеген түрлері бар:антропикалық, жүйкелік-психологиялық, шуыл әсері және т.б.
Жаңа биологияның жауапты міндетінің бірі -- популяциялар мен түрлердің эволюциясын саналы түрде басқарып қажетке қарай бағыттау болып табылады. Түрлер мен популяциялардың эволюциясы табиғаттың заңдылығына байланысты, ол жануарлар, өсімдіктер, микроорганизмдер мен вирустарда адам сана-сезімімен басқарылып бағытталуы тиіс. Эволюция мен селекция өте күрделі факторлардың жиынтығына негізделген, олардың ішінде ең бастылары: табиғи және қолдан сұрыптау, ортаның әсеріне немесе адамның мақсатына сәйкес, топтардың генетикалық жүйелігі өзгереді.
Бүгінгі күнге дейін анықталып суреттелген жарты миллионға жуық осы күнгі өмір сүретін өсімдіктермен бір миллионға таяу жануарлар түрі бар, ал әлі ашылып суреттелмеген түрлердің саны кем дегенде 1-2 миллионнан асады. Ғалымдардың есебі бойынша, бір кезде жер бетінде өмір сүріп кеткен, қазір жоқ өсімдіктер мен жануарлардың түрлері қазіргіден 5-9 есе көп. Түрлер эволюциялық жолмен табиғи сұрыптау арқылы соңғы 3 млрд. жыл бойы пайда болды деген жүз жыл бұрын айтылған пікір биологиядағы ашылған елеулі жаңалықтардың біріболып табылады.
Тұқым қуу, өзгергіштіктің заңдылығын, оларды туғызатын, анықтайтын факторларды білудің табиғи жағдайдағы жануарлардың өсіп өнуін, ондағы генетикалық процесстерді зерттеудің эволюцияны толық біліп оны басқаруда маңызы өте зор. Өзіміздің ішкі сезімімізге байланысты біз түрге бір-біріне ұқсас организмдерді мысалы, адамдар, жылқылар немесе теректерді жатқызамыз. Түрдің ғылыми анықтауы бірнеше рет өзгертілген, қазіргі кезде: "Түр дегеніміз морфологиялық жағынан өте ұқсас, шыққан тегі бір және табиғи жағдайда бір-бірімен шағылысатын бір топ организмдерді айтады". Бір түрге жататын өкілдер бір-бірімен жақын немесе бірге жүруі шарт емес. Олар бір-бірінен оқшауланып жекеленген топтар-популяциялар құруы мүмкін.
Популяция дегеніміз Н.В. Тимофеев-Ресовскийдің анықтауы бойынша өмір сүретін ортак мекені бар, сол жердің жағдайына бейімделгені, туыстас жиынтықтардан оқшаул ануған (аралык кеңістіктер, мезгілдік, физиологиялық, генетикалық) және өзара шағылыса алатын бір түрге енетін организмдердің жиынтығын айтады. Мысалы, Колгуев аралындағы бұғылар Қиыр Солтүстік материктегі бұғылардан тенізбен бөлінген. Осының нәтижесінде ко лгуев бұғыларының ерекше иоиуляциясы пайда болган, олар осы түрдің қалған бұғыларымен салыстырғанда генотипі де, фенотипі де өзгеше ірі және өмір сүргіштігі жоғары. Популяция түрдің бір бөлігі. Ол тағы, мәдени өсімдіктерде және үй жануарларында кездеседі. Популяция ретінде "таза күйінде" өсірілетін ауылшаруашылық малдарының тұкымын келтіруге болады [7,58б.]
Популяциямен қоса генетикада таза линия деген ұғым бар. Таза линия - бір атадан тараған және оған генотипі жағынан өте ұқсас ұрпақтар.
Популяциялар эволюцияның қозғаушы үш факторы: тұкым қуушылық, өзгергіштік және сұрыптаудың өзара әрекеттесуі негізінде тіршілік жағдайларының әсерімен қалыптасады. Олардың кұрылуы түрді мекеннің накты жағдайларына "лайықтаудың" тәсілі болып табылады. Популяциялардың қалыптасу процестері мен олардың өскелен дамуы микроэволюция кұрайды.
Ұрпақтарының генотипі мен фенотипіне әсер ету жағынан жалпы шағылысу туыстас шағылысуға қарама -қарсы болады.
Туыстас емес шағылысу аутбридинг деп аталады. Жануарлар мен өсімдіктер селекциясында түр аралық немесе алшақ бұдандастыру арқылы алынған аралық бұдандар қуаттылығының гетерозисі деп атайды Негізінде гетерозис пен инбредтік депрессиянын себептерін бұршақтар генотиптерінің өзгеруінен іздеу керек. Бұл ғалымдар мен мамандарды көптен ойландырып жүрген сұрак, себебі бұл кұбылыстың сырын біліп, себебін түсінсе максатты түрде шағылыстьтру аркылы гетерозис алуға немесе инбридингтін зиянды әсерлерінен кұтылуға болар еді.
Популяцияның құрылымын генетикалық және статистикалық әдістермен зерттеуді алғашкы рет 1903 жылы В. Иоганнсен қолданды. Тұкымының көлеміне карап үрмебұршакка сұрыптау жасаған Иоганнсен олардын ұрпактарының себілген тұкым көлеміне қарай ауытқуларын бакылады. Атап айтканда егер ірі тұқым себілсе ұрпағы ірі, кішкене тұкым себілсе ұрпактарының көлемі кішірейетінін байқады. Ол тұкым белгілері көп гендермен аныкгалатын және сырткы ортаның әсеріне катты ұшырайтын бұршақ тұқымының салмагы мен көлемін зерттеді. Бұл белгілерде модификациялық өзгергіштіктің сипаты айқын көрінеді.
Ол үрмебұршақтың тұкымын өлшеп, көрсеткіш бойынша вариациялық қатар жасады. Массасы 150-ден 750 мг-ға дейін болды. Одан әрі массасы 250-350 және 550-650 мг болган тұқымдар бөлек өсіріліп, әр өсімдіктің тұқымы кайта өлшенеді. Популяция кұрайтын сорттан таңдап алынған ауыр (550-650 мг) және жеңіл (250-350 мг) тұқымдар бөлек егіліп, олардан массасы әр түрлі өсімдіктер алынды.
Ауыр тұкымдардан өскен өсімдіктер тұқымының орташа массасы -- 518,7 мг, ал жеңіл тұқымынан -- 444,4 мг болды. Осы арқылы үрмебұршақтың сорт-популяциясы әркайсысы генетикалық кұрамы жағынан әртүрлі өсімдіктерден тұратынын және әркайсысы таза линияның басы бола алатыны көрсетілді.
Иоганнсен 6-7 ұрпак бойы әрбір өсімдіктен ауыр және жеңіл тұқымды бөлек жинап отырды. Бірде-бір линияда тұкым массасының айтарлықтай өзгерісі болмады. Таза линияның ішіндегі тұқым көлемдерінің өзгеруі тұкым кумайтын, модификацияльщ өзгергіштік болып табылады. Сонымен, өздігінен тозаңданатын өсімдіктердің популяциясы генотииі жагынан алганда әр түрлі линиялардан тұрады, өйткені мұндай популяцияның өсімдіктері өзара бұдандаспайды [12,154б.]
Жеке организм өздігінен тозандан ганда жаңа нәсілдің, сорттың немесе тұкымның басы бола алады. Мысалы, популяциядан таңдап алынган бір дәннен бидайдьщ жана сорты ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Курстық жұмыс Популяциялар генетикасы және эволюциялық генетика негіздері тақырыбында орындалған.
Популяциялық генетикаға жалпы сипаттама берілді. Эволюциялық генетика негіздеріне талдау жасалды.
Жұмыстың мазмұны кіріспе, негізгі бөлім, қорытынды және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Курстық жұмыс 26 беттен тұрады.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.1 Популяциялық генетика ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.2 Эволюциялық генетика негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
17
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
25
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .
26
КІРІСПЕ
Курстық жұмыстың өзектілігі: Популяциялық генетика- тұқым қуалаушылық құбылыстың топ дарақтарда яғни популяцияда зерттейтін генетиканың бөлімі. Генетик- популяционистер популяцияның генетикалық құрылымын және осы құрылымның ұрпақтан ұрпаққа өзгеруін зерттейді.
Эволюцияның қазіргі теориясын жасау генетикасыз мүмкін болмас еді. Сондықтан, осы ғылымның негіздерін қарастыру керек.
Табиғи сұрыптау жолымен эволюция теориясы 1858 жылы Лондондағы Линней қоғамының мәжiлiсiнде Чарлз дарвин мен Альфред Рассел Уоллес бiрлесе отырып жасаған баяндамасында ұсынылды. Жоғарыда айтып кеткендей, Дарвин мен Уоллес эволюция туралы айлар айтқан алғашқылар емес. Олардың есiмдерi эволюция идеясымен байланысы - табиғи сұрыпталу теориясын эволюция жүргiзетiн механизмдердiң бiрi екенiн ұсынуда болып табылады. Тек постулаттаудан гөрi жүру жолы белгiлi процесс бiзге сенiмдi болады
Жаңа биологияның жауапты міндетінің бірі -- популяциялар мен түрлердің эволюциясын саналы түрде басқарып қажетке қарай бағыттау болып табылады. Түрлер мен популяциялардың эволюциясы табиғаттың заңдылығына байланысты, ол жануарлар, өсімдіктер, микроорганизмдер мен вирустарда адам сана-сезімімен басқарылып бағытталуы тиіс. Эволюция мен селекция өте күрделі факторлардың жиынтығына негізделген, олардың ішінде ең бастылары: табиғи және қолдан сұрыптау, ортаның әсеріне немесе адамның мақсатына сәйкес, топтардың генетикалық жүйелігі өзгереді.
Курстық жұмыстың мақсаты: Популяциялық генетикаға жалпы сипаттама беру, эволюциялық генетика негіздеріне талдау жасау.
Курстық жұмыстың міндеттері:
Популяциялық генетикаға жалпы сипаттама беру;
Эволюциялық генетика негіздеріне талдау жасау;
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Популяциялық генетика
Популяциялық генетика- тұқым қуалаушылық құбылыстың топ дарақтарда яғни популяцияда зерттейтін генетиканың бөлімі. Генетик- популяционистер популяцияның генетикалық құрылымын және осы құрылымның ұрпақтан ұрпаққа өзгеруін зерттейді.
Популяциялық генетика -- тұқым қуалаушылық құбылысын топ дактарда яғни популяцияда зертейтін генетиканың бөлімі. Генетик - популяционистер популяцияның генетикалық құрылымын және осы құрылымның ұрпақтан ұрпаққа өзгеруін зерттейді [13,75б.]
Эволюция процесін зерттегенде, біз популяцияда жүретін генетикалық процестерді қарастырамыз. Генетикалық тұрғыдан эволюция дегеніміз - белгілі популяциядағы гендер жиілігінің өзгеруі. Сондықган да популяциялық генетиканы эволюциялық генетиканың бір бөлігі ретінде де қарауға болады. Бірақ бұл екі бөлімді әйтсе де жеке бөлу қажет, өйткені популяциялар генетикасының зерттеу тақырыбы нақты түрдің популяциялары болса, ал эволюциялық генетиканың тақырыбы болып бір немесе әр алуан түрлерге жататын кез келген популяция саналады. Жеке алынған дарақ эволюциялық процестің бірлігі бола алмайды, себебі оның генотипі өмір бойы өзгермейді және де оның өмір сүру уақытысы шектелген. Сонымен эволюциялық процестің қарапайым бірлігінің негізін жеке организм емес популяция құрайды. Популяция дегеніміз белгілі ареалды мекендейтін, өзара еркін будандаса алу қабілеті бар бір түр ішіндегі организмдер тобы болып саналады
Популяциялар үздіксіз ұрпақтардың қатары болып табылады. Бұдан басқа, популяцияның генетикалық құрылымы өзгеруі мүмкін яғни ұрпақтан ұрпакқа эволюция жолымен дами алады. Мал шаруашылығында популяция деп белгілі санымен және нақты ареалда таралумен сипатталатын мал тобын түсінеді. Мұндай популяция басқа популяциялардан генетикалық құрылымымен, өнімділік сапасымен тағы басқа белгілерімен айырмашылығы болады. Популяция малдың белгілі бір тұқымынан құралуы мүмкін, егер шаруашылық сол тұқыммен ғана айналысса, сонымен қатар популяцияның құрамына әр түрлі тұқымдар кіруі де мүмкін. Әдетте популяция - тұйықталған топ, себебі малды басқа популяциядан шеттен әкелу және шетке шығару шектелген, өйткені көпшілік жағдайда популяциядағы малдардың көбеюі, сол популяциядағы аналық жөне аталық малды жұптау арқылы іске асады. Белгілі бір популяцияның басқа популяциядан генетикалық құрамы бойынша айырмашылығы болады. Мәлім популяцияға дарақтардың барлық гендерінің жиынтығы генофонд депаталады. Популяциялардың қалыптасуы эволюциялық негізі үш фактор - тұқым қуалаушылық, өзгергіштік жөне сұрыптау арқылы іске асады. Популяцияның қалыптасуы кезінде пайда болатын эволюциялық өзгерістер микроэволюция деп аталады. Популяциялардың екі түрін - табиғи жөне жасанды - ажыратады. Табиғи популяцияның генетикалық құрамы негізінен табиғи сұрыпталудың нәтижесінде анықталса, ал жасанды популяцияның қалыптасуы адам арқылы жүретін қолдан сұрыптау арқылы іске асады. Осыған байланысты ауыл шаруашылығында өсірілетін малдар тұқымын алуан түрлі жасанды популяциялар ретінде қарауға болады.
Популяция ұғымы лат. populus - халық деген мағынаны білдіреді. Бұл терминді алғаш рет дат генетигі В.Л.Иогансен қолданды.
Популяция ұғымы биологияда негізгі ұғымдардың бірі, ал популяцияны генетикалық, эволюциялық және экологиялық тұрғыдан зерттеу жұмыстары ерекше бағытқа - популяциялық биологияға бірігеді [9,147б.]
Популяциялық экология немесе демэкология осы бағыттың бір бөлігі болып табылады. Популяция (латын тілінде populus -- халық, тұрғын халық) -- белгілі бір кеңістікте генетикалық жүйе түзетін, бір түрге жататын және көбею арқылы өзін-өзі жаңғыртып отыратын организмдер 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 организмдердің 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.
Популяция туралы түсінік әрбір түр белгілі бір аумақта - ареалда тіршілік етеді. Көбіне ареалдың әр жерінде орналасқан особьтар топтары бір-бірімен байланыса да алмай, шағылыса да алмай бөлектеніп өмір сүреді. Бұл топтардың саны түрдің санына, тарихи (филогенетикалық) жасына, ареалдың аумағына және басқа да себептерге байланысты. Популяция - тіршілік циклдары, морфологиялық белгілері ұқсас, генефондары ортақ особьтар жиынтығы.
Популяция ұғымы лат. populus - халық деген мағынаны білдіреді. Бұл терминді алғаш рет дат генетигі В.Л.Иогансен қолданды.
Популяция ұғымы биологияда негізгі ұғымдардың бірі, ал популяцияны генетикалық, эволюциялық және экологиялық тұрғыдан зерттеу жұмыстары ерекше бағытқа - популяциялық биологияға бірігеді. Популяциялық экология немесе демэкология осы бағыттың бір бөлігі болып табылады.
Бір популяцияға жататын азғалар бір-біріне қоршаған ортаның факторлары немесе басқа да бірге тіршілік ететін түрлерден кем әсер етпейді. Популяцияда тұраралық қарым-қатынастың барлық формалары кездеседі. Алайда популяцияда көбіне бәсекелестік және мутуалистік (бір-біріне пайдалы) байланыстар қатты байқалады. Популяциядағы өзіндік түруші қарым қатынастары - бұл ұрпақ әкелуге қатысты байланыстар; әртүрлі жынысқа жататын особьтар арасындағы және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар [13,182б.]
Экологиялық жүйелердің, сонымен қатар популяцияның негізгі қасиеті - олар үнемі өзгерісте, қозғалыста болады. Бұл жүйенің өнімділігіне, биологиялық алуан түрлілігіне, құрылымдық - Функционалдық ерекшелігіне әсер етеді. Тірі материяның ұйымдасу жүйесінде популяциялық деңгей ерекше орын алады.
Бір жағынан популяция тіршіліктің әртүрлі деңгейінде: ағза-популяция-биоценоз-биогеоценоз -биосфера Функционалдық-экологиялық қатарына кіретін биоценотикалық қарым-қатынастың элементарлық бірлігі болып табылады. Екінші жағынан популяция әртүрлі деңгейдегі таксондардың Филогенетикалық байланысын: ағза - популяция - түр - тұыс - тұқымдас - отряд - класс - патшалық көрсететін генетикалық- эволюциялық қатарына кіретін эволюциялық процестің элементарлық бірлігі.
Түрдің популяциялық құрылымы
Түрдің популяциялық құрылымы әрбір түр белгілі бер территорияда (ареалда) тіршілік ете отырып сол территорияда популяциялар жүйесі ретінде көрінеді. Түр тіршілік еткен ареал неғұрлым күрделі, бөлшектенген болса популяциялар арасындағы алшақтық та соғұрлым жоғары болады. Алайда түрдің популяциялық құрылымын оның биологиялық ерекшеліктері - особьтардың қозғалу белсенділігі, табиғи кедергілерді, тосқауылдарды жеңе білуі және т.б. анықтайды. Егер түр мүшелері үлкен кеңістікте үнемі қозғалып, араласып жатса мұндай түр аз ғана ірі-ірі популяциялардан тұратын түр болып сипатталады. Көшіп-қону (миграция) қабілеттілігімен әдетте солтүстік бұғылары, Африка саванналарындағы тұяқты жануарлар ерекшеленеді. Олар маусымдық көшіп-қону кезінде жүздеген шақырым жерлерді артқа тастайды. Мұндай түрге жататын популяциялардың шекаралары әдетте, үлкен географиялық тосқауыл, бөгеттер - үлкен өзендер, тау жоталары т.б. бойынша өтеді.
Қозғалуға белсенділігі төмен жағдайда түрдің құрамында ландшафттың мозайкалығын білдіретін көптеген майда популяциялар құрылады. Мозайкалық - қауымдастықтың кеңістікте көлденең таралуы. Өсімдіктер мен аз және баяу қозғалатын жануарларда популяция саны ортаның әртүрлілігіне тікелей байланыста болады. Мысалы, мұндай түрлердің таулы аудандарда жазық жерлермен салыстырганда территория бойынша бір-бірінен алыстап, бөлінуі жоғары. Кейде түрдің кішкентай ареалда тіршілік етуі ортаның әртүрлілігіне емес, ағзаның мінез-құлқына да байланысты. Мысалы, аюлар өздері тіршілік етіп жатқан жерге бауыр басып қалатындықтан ол жерді тастап кетпейді, сондықтан үлкен ареалда бір-бірінен кейбір қасиеттері бойынша өзгешеліктері бар көптеген майда топтар болып тіршілік етеді.
Көршілес популяциялардың бір-бірінен алшақ өмір сүру ерекшеліктері әртүрлі. Кей жағдайда олар тіршілік етуге қолайсыз жерлермен бір-бірінен оқшауланса, кейде тіршілікке қолайлы ортада (шөлді жердегі өзен аңғарлары мен оазистерде) бір жерге көптеп шоғырланған.
Бір түрге жататын популяциялардың ішінде шекаралары жақсы байқалатын және керісінше, анық байқалмайтын ареалда тіршілік ететін популяциялар да болуы мүмкін. Көпшілікке белгілі, астық тұқымдастардың зиянкесі тасбақалы қандала жұмыртқаны жарып шыққан сон 2,5-3 айдан кейін дәнді алқаптардан ондаған, жүздеген шақырым жердегі тау етегіндегі ормандарға ұшып, қоныс аудару басталады. Ол жерде олар келесі көктемге дейін ағаштардан түскен жапырақтар арасында қыстап шығады. Ұшу ұзақтығы особьтардың қоңдылығына байланысты. Нәтижесінде қыстап шығатын бір жерде әртүрлі жерлерден ұшып келетін қандалалар араласып кетеді. Ал көктемгі ұшу бағыты желдің бағытына байланысты болады. Осыған байланысты үлкен кеңістікте особьтардың үнемі қозғалуы және бір-бірімен араласуы болып жатады да жекелеген популяциялардың шекаралары бола бермейді. Сондықтан түр ішінде популяциялар әртүрлі көлемдегі топтар ретінде кездесуі мүмкін [8,36б.]
Популяциялар арасында жекелеген особьтардың алмасуы ұдайы немесе ара-тұра болып жатады. Қарғалардың маусымдық көшуі кезінде жас құстардың бір бөлігі қыстайтын жерінде сол жердегі басқа особьтармен жұп түзіп қалып қояды.
Жекелеген особьтар арасындағы байланыстар бір нәтижеге, популяция арасындағы байланыстар басқаша нәтижелерге алып келеді. Мысалы, белгілі бір паразиттің ұзақ уақыт бойы әсер етуі иесінің физиологиялық жағдайының, ұрпақ шығаруының, өмір сүру ұзақтығының өзгеруіне байланысты болуы мүмкін. Осы түрге жататын популяциялар арасындағы қарым-қатынастар олардың топтық сипаттарының - санының, жастық құрамының, өлуі мен популяцияның өсу қарқындылығьшың өзгеруіне алып келеді. Популяциялар арасындағы байланыстар оларды бүтін бір түр ретінде ұстап тұруға көмектеседі. Популяциялар арасындағы ұзақ және толық оқшаулану әдетте жаңа түрлердің пайда болуына алып келеді.
Кейбір популяциялар арасындағы өзгешеліктер әртүрлі деңгейде болады. Ол өзгешеліктер олардың тек топтық сипатына ғана емес, жеке особьтарының мінез-құлық, морфологиялық және Физиологиялық ерекшеліктеріне де қатысты болуы мүмкін. Ареалдың әртүрлі бөлігіндегі ақ қояндар бір-бірімен түсі, дене мөлшері, ас қорыту жүйесінің құрылысы бойынша айырмашылықтары болады. Мысалы, Ямал түбегіндегі ақ қояндардың аш ішектерінің ұзындығы Орал тауының орманды далаларындағы өкілдеріне қарағанда 2 есе ұзын. Бұл қоректену ерекшеліктеріне, қорек құрамындағы қатты азықтардың мөлшеріне байланысты.
Тіршілік орталарының айырмашылықтары неғұрлым көп және особьтар арасындағы алмасу нашар болса, соғұрлым популяциялардың бір-бірінен өзгешеліктері көп болады.
Генетикалық біртұтастығына және көбею түріне байланысты популяциялар: панмиктикалық (айқас ұрықтану), клонды және клонды-панмиктикалық (мысалы, шіркейлерде партеногенетикалық ұрпақ жынысгы ұрпақпен алмасады) болып бөлінеді.
Тұқымды өсімдіктердің жастық кезеңдері мен күйлері
Особьтың жастық күйі -- ортамен белгілі бір қарым-қатынаста болатын онтогенездегі этаптары. Мысалы: өскіндер тұқымдағы қорлық заттармен және фотосинтез әсерінен аралас қоректенеді; ювенильдік өсімдіктер өздігінен дербес қоректенеді, оларда тұқым жарнақтары болмайды; имматурлық өсімдіктердің өркендері түптене бастайды; өсімдіктің генеративті кезеңге ауысуымен тек гүлдер мен жемістер пайда болмайды, ағзада ішкі биохимиялық және физиологиялық өзгерістер жүреді [5,98б.]
Осы күйдегі популяциядағы особьтар ара қатынасын популяцияның жастық спектрі деп атайды. Жастық спектр ағзалардың өлу және туылу белсенділігімен байланысты. Популяцияның жастық құрылымы сыртқы факторлар әсерінен өзгеруі мүмкін. Өйткені сыртқы факторлар туылу және өлу процестерін қадағалап отырады.
Егер популяцияда барлық жастағы особьтар біркелкі мөлшерде болса соғұрлым өміршең болады. Мұндай популяцияларды қалыпты деп атайды. Егер популяцияларда кәрі особьтар көп болса оны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяциялар деп, ал жас особьтар саны көп популяцияларды инвазиялық немесе өсіп келе жатқан популяциялар деп атайды.
Популяциядағы әр жастағы особьтардың сандық мөлшерін салыстыру үшін жастық құрылымының гистограммасы құрастырылады.
Жастық құрылымға талдау жасау жақын арада популяцияның бірнеше ұрпақтарының сандық мөлшерін білуге көмектеседі. Мұндай талдаулар ауланатын балықтардың шамасын білу үшін балық шаруашылығында жиі қолданылады. Егер таңдап алынған табиғи популяцияның жастық құрылымының көрсеткіштеріне ортаның әсері дәл анықталып алынған болса, алдағы бес жылда аулауға болатын балықтардың мөлшері туралы дәлдігі жоғары болжамдар алуға болады.
Популяцияның этологиялық (мінез-құлық) құрылымы - Жануарлар мінез-құлқы ерекшеліктерін этология ғылымы зерттейді, яғни, бір популяциядагы особьтардың бір-бірімен қарым-қатынасын популяцияның этологиялық немесе мінез-құлық құрылымы деп атайды.
Популяциядағы жануарлардың мінез-құлқы түрдің қалай: жеке тіршілік ете ме, әлде топтаньш тіршілік ете ме - соған байланысты.
Жеке тіршілік ету көптеген түрлерде, бірақ тіршілік циклының кейбір стадияларында ғана кездеседі. Түрдің өмір бойы жеке тіршілік етуі табиғатта кездеспейді. Өйткені онда негізгі функция - көбею болмайтын еді. Алайда кейбір бірге тіршілік ететін түрлерде өте әлсіз, сирек байланыс болады. Бұған мысал ретінде кейбір су жануарларын айтуға болады. Оларда ұрықтану сырттай жүреді (сегізаяқ). Ал кейбір іштей ұрықтанатын түрлерде де аталық және аналық особьтардың байланысы өте қысқа, тек копуляция (шағылысу) кезінде ғана болады (хан қызы, кейбір қоңыздарда, т.б.).
Жеке тіршілік ететін түрлерде особьтардың шоғырланып жиналуы уақытша - көбею алдында, қысқы суықтан пана іздеген кезде байқалады (мысалы, кейбір көбелектер күзде көптеп үйдің шатырының астында немесе басқа бір паналайтын жерлерде, жайындар мен шортан балықтар су түбіндегі шұңқырларда).
Популяция ішінде особьтар арасындағы қатынастардың күрделенуі екі багытта жүреді: особьтар арасында жыныстық байланыстың күшеюі және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстардың пайда болуы. Осының негізінде популяциялар ішінде құрамы және бірге болу ұзақтығы әртүрлі семьялар құрыла бастайды [1,176б.]
Ата-аналық жұптардың құрылуы қысқа да, ұзақ та уақытқа, кейде тіпті өмір бойына құрылады. Мысалы, полигамды бұлдырық, саңырау құр аталықтары көптеген аналықтармен шағылысады да, бірақ тұрақты жұп түзбейді. Кейбір үйректерде (бізқұйрық) қыс кезінде немесе миграция кезінде жүптар түзіп, аналықтары ұяларына орналасқан соң аталықтары оларды тастап кетеді. Көптеген торғайларда жұптары балапандарының қанаттары қатайғанша бірге болады. Аққу, тырна, көгершіндерде жұптар көптеген жылдар бойы, кейде өмір бойы бірге болады.
Жануарларда жұбын іздеу көбею алдында күрделі болып, Мінез-құлықтары да өзгереді (мысалы, шалғыншы қоңыздарда жүп құру алдында аталық особьтардың билеуі, кейбір өрмекшілерде (қарақұрт) шағылысқан соң аталықтарының аналықтарына қорек болуы, құстарда ұя салу және т.б.).
Жұптарын іздеген кезде жануарлар арасында бәсекелестік күшейе түседі. Аталықтары арасында төбелестер, ритуалды қимыл-қозғалыстар күрделеніп жиілейді. Сөйтіп, көбею алдында жануалар популяциясында особьтар арасындағы байланыстар күшеиіп - жұбын іздеу белсенділігі арта түседі.
Семьялық тіршілік етуде ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар күшті болады (мысалы, ата-анасының біреуінің жұмыртқасын басып шығару, жауларынан бірлесіп қорғану және т.б.). Құстарда балапандары үлкейгенше, аю, жолбарыс популяцияларында балалары бірнеше жыл ата- аналарының жанында, жыныстық жасқа жеткенше тәрбиеленеді.
Ұрпақтарын ата-анасының қайсысы күтуіне байланысты аталық, аналық және аралас типтері болады. Семьялық тіршілік етуде жануарлардың территориялдық мінез-құлқы анық байқалады: әртүрлі белгілер, өз территориясын белгілеу, т.б.
Жануарлардың мұнан да үлкен бірлесіп тіршілік етуі - колониялар, үйірлер, табындар. Олардың негізінде популяциядагы байланыстардың күрделене түсуі жатыр.
Колония - жануарлардың бір жерде топтасып тіршілік етуі. Олар ұзақ уақыт бойы немесе уақытша көбею кезінде ғана болуы мүмкін (мысалы, шағала, гагар, тупиктерде уақытша).
Колонияның күрделі түрі - особьтар арасында қызметтердің бөлінуі. Бұл кейбір особьтардың тіршілігін сақтап қалуға әсер етеді. Мысалы, бір-бірін әртүрлі белгілер беріп сақтандыру және жауларынан бірігіп қорғану. Кейбір қаздар, шагала, қарлығаштар шулап жауларынан үяларын, балапандарын қорғап қалады. Ең күрделі колониялар кейбір жәндіктерде - термиттерде, араларда, құмырсқаларда кездеседі (көбею, қорғану, ұя салу). Мұнда тіпті еңбекті бөлісу де байқалады.
Үйір - жануарлардың уақытша бірігіп тіршілігін жеңілдетуі (жауларынан қорғану, қорегін табу, миграция). Мұндай бірігу құстарда, балықтарда, иттерде көп кездеседі.
Қимыл-қозғалыстарын үйлестіру бойынша үйірлер 2 топқа бөлінеді: Эквипотенциалды, яғни, үйір мүшелерінде айқын доминанттар болмайды (балықтарда, кейбір құстарда). Көсемдері бар үйірлер (ірі құстарда, сүт қоректілерде).
Табын - үйірлерге қарағанда біршама үзақ, түрақты тіршілік етеді. Мұндай топтардың негізін доминант-багыныштылық қатынастар құрайды. Табындардың бір түрі - уақытша немесе біршама уақытта түрақты көсемдері бар топтар. Көсем - бұл тәжірибелі топ мүшесі. Табынның миграциясын, қоректенетін жерді және т.б. қасиеттерін көсемдері анықтайды.
Көсемдіктің биологиялық маңызы - жеке особьтардын тәжірибесі бүкіл топқа пайдалы болуында [15,25б.].
Топ эффекті - бірге тіршілік ету барысында особьтарда физиологиялық процестердің қалыпты жүріп, өміршеңдігінің артуы. Топта тіршілік ету жүйке және гормоналдық жүйелер бойынша жануарлар ағзасындағы көптеген физиологиялық процестерге әсер етеді. Особьтарды жеке үстаган кезде (әдетте топта тіршілік ететін) зат алмасу процестері өзгеріп, өміршеңдігі нашарлай түседі. Мысалы, қойлар отардан жеке қалғанда жүрек соғуы, тыныс алуы жиілей түседі де, отарға қосылғанда қалпына келеді. Жарқанаттарда колониядан жеке қыстап шыққанда зат алмасу процесі тез жүріп, энергияның көп бөлінуіне алып келеді. Әдетте мұндайда жарқанаттар көбіне өліп қалады.
Топ эффекті жеке тіршілік ететін түрлерде байқалмайды. Егер мұндай түрлерді жасанды түрде басқа түрлермен қосса, оларда тпіркену, бір-бірімен соғысу жиілеп көптеген физиологиялық көрсеткіштері оптимумнан ауытқи бастайды. Мысалы, құлақты кірпілер жеке .тіршілік еткен кезбен салыстырғанда топта оттегіні 134% -ға көп паидаланады.
Популяция динамикасы
Популяция динамикасы - популяциядағы даралардың сандық мөлшерін және оларды реттеудің механизмдерін зерттейтін популяциялық экологияның бөлімі.
Популяция динамикасының негізгі белгілеріне жататындар:
Популяцияның сандық мөлшері - белгілі бір аумақтағы немесе көлемдегі даралардың жалпы саны;
Популяция тығыздығы - белгілі бір жер аумағындағы немесе көлемдегі даралардың орташа саны;
Популяциядағы туылу саны - белгілі бір уақыт ішінде көбею нәтижесінде популяцияда пайда болған жаңа даралардың саны;
Популяциядағы өлу саны - белгілі бір кезеңдегі популяциядағы өлген даралар саны;
Популяция өсімі - популяциядағы даралардың туылуы мен өлуі арасындағы сандық айырмашылық;
Өсу қарқыны - белгілі бір уақыт ішіндегі популяциядағы орташа өсім.
Мұндай демографиялық белгілерді зерттеу популяция тіршілігінің заңдылықтарын, сәйкесінше жалпы экожүйедегі тұрақтылық негіздерін анықтауға мүмкіндік береді.
Популяцияның сандық мөлшері мен тығыздығы - популяцияның сандық сипаттамасын көрсететін негізгі көрсеткіштер.
Әрбір популяцияға биотикалық потенциал тән, яғни, белгілі бір уақыт аралығылда популяциядағы даралардың сандық мөлшерінің көбеюіне қабілеттілігі. Әртүрлі ағзаларда биотикалық потенциал әрқалай. Көбеюдің жоғары потенциалы бар ағзаларға, мысалы, кейбір бактерияларды жатқызуға болады. Әрбір 20 минут сайын жай бөліну арқылы көбейетін Bacillus coli бактериялары қолайлы жағдайларда бүкіл жер шарын 36 сағатта игеретін еді. Ал 7,5 млрд-қа дейін спора түзетін жауын саңырауқұлағы екінші ұрпағында бүкіл Жер бетін басып қалатьн еді.
Биотикалық потенциалдың мөлшері әр түрлі түрлерде әрқалай. Мысалы, еліктің аналығы бүкіл өмірінде 10-15 лақты дүниеге алып келеді, нематод трихина (Trichinella spiralis) - 1.8 мың жұмыртқа салса, бал арасыньщ аналығы - 50 мың жұмыртқа, ал ай-балық (Mola mola) 3 млрд. уылдырық шашады. Бұл түрлердің биоткалық потенциалы мұнан да жоғары, өйткені дамып келе жатқан жұмыртқалар мен ұрықтардың көпшілігі туылмай жатып өліп кетеді.
График бойынша популяцияның осылай өсуін көрсететін қисық сызықты экспоненциалды деп атайды. Сонымен, қолайлы жағдайларда әрбір түрдің сандық мөлшері экспоненциалды (логарифмдік) қисық бойынша өсуге қабілетті. Сандық мөлшердің геометриялық өсу қарқынын экспоненциалды өсу деп атайды [8,53б.].
Популяция гомеостазы
Популяция гомеостазы Популяциялардын ішкі тұрақтылығын өз механизмдері арқылы реттеуін гомеостаз, ал популяцияның сандық, мөлшерінің орташа шамадан ауытқуын олардьщ динамикалық тепе-теңдігі дen, яғни, белгілі бір жағдайдағы популяциялық өз санын бір қалыпты ұстап тұруын атайды. Әрбір жүйенің тіршілік етуі - оның құрамы мен құрылымы, ішкі байланыстары және уақыт пен кеңістіктегі өзгерісі өзін-өзі реттеу арқылы жүзеге асып отырады. Өзін-өзі реттеу - ағзалардың үнемі өзгеріп отыратын орта жағдайларында тіршіліктерін сақтап қалу үшін бейімделуі, ыңғайлануы. Популяцияның өзін-өзі реттеуі табиғатта тең екі күш арқылы жүзеге асып отырады. Бір жағынан, бұл популяция санының өсуіне алып келетін барлық факторлардың жиынтығын құрайтын биотикалық потенциал (туылу, жаңа жерлерге қоныстану, қорғаныс механизмдері, т.б.), ал екінші жағынан - популяция санын азайтатын факторлар жиынтығы (судың, қоректің тапшылығы, ауа-райының қолайсыз жағдайлары, жыртқыштар, паразиттер, бәсекелестер, аурулар).
Сонымен популяция санының өсуі, азаюы немесе бір қалыпты болуы биотикалық потенциал мен орта салмағының ара салмағына байланысты. Түр популяциясы санының өзгеруі -- оның биотикалық потенциалы мен қоршаған орта жағдайлары арасындағы тепе-теңдіктің бғзылуының нәтижесі.
Реттеуші факторлар әсерін ағзалардың түраралық және түріші қарым-қатынастары деңгейінде қарастыруға болады. Гомеостаздың тұраралық механизміне жыртқыш-жемтік, иесі- паразит, бәсекелестік қарым-қатынастары жатады. Бәсекелестік популяция іші гомеостазының негізінде жатыр. Ол қатты және жұмсақ формада болуы мүмкін. Қатты формасы особьтардың өліміне алып келеді. Мысалы, орман қауымдастықтарында өскін кезінде 1 га жерде ағашты өсімдіктердің бірнеше жүз мың особы кездеседі. Қылқан жапырақты ағапггардың саны 100-120 жылдан кеиің, жапырақты ағаштар саны 50-70 жылдан соң 1 га жерде әдетте 1000 особьтан, көбіне бірнеше жүзден аспайды. Көпшілігі бәсекелестік әсерінен өледі [11,86б.]
Жануарлар әлемінде тірішілік күресі каннибализм (өзі сияқтыларды жеу) арқылы көрініс береді. Мысалы, каннибализм құбылысы кейбір кемірушілерге, жәндіктер личинкаларына, алабұға, шортан балықтарына тән.
Тығыз популяцияларда сандық мөлшердің реттелуінің басты механизмі стресс-реакция болып табылады. Егер популяция ға күшті тітіргендіргіш әсер етсе, популяция оған стресс-реакциямен жауап береді. Табиғатта стресстіц көптеген түрлері бар:антропикалық, жүйкелік-психологиялық, шуыл әсері және т.б.
Жаңа биологияның жауапты міндетінің бірі -- популяциялар мен түрлердің эволюциясын саналы түрде басқарып қажетке қарай бағыттау болып табылады. Түрлер мен популяциялардың эволюциясы табиғаттың заңдылығына байланысты, ол жануарлар, өсімдіктер, микроорганизмдер мен вирустарда адам сана-сезімімен басқарылып бағытталуы тиіс. Эволюция мен селекция өте күрделі факторлардың жиынтығына негізделген, олардың ішінде ең бастылары: табиғи және қолдан сұрыптау, ортаның әсеріне немесе адамның мақсатына сәйкес, топтардың генетикалық жүйелігі өзгереді.
Бүгінгі күнге дейін анықталып суреттелген жарты миллионға жуық осы күнгі өмір сүретін өсімдіктермен бір миллионға таяу жануарлар түрі бар, ал әлі ашылып суреттелмеген түрлердің саны кем дегенде 1-2 миллионнан асады. Ғалымдардың есебі бойынша, бір кезде жер бетінде өмір сүріп кеткен, қазір жоқ өсімдіктер мен жануарлардың түрлері қазіргіден 5-9 есе көп. Түрлер эволюциялық жолмен табиғи сұрыптау арқылы соңғы 3 млрд. жыл бойы пайда болды деген жүз жыл бұрын айтылған пікір биологиядағы ашылған елеулі жаңалықтардың біріболып табылады.
Тұқым қуу, өзгергіштіктің заңдылығын, оларды туғызатын, анықтайтын факторларды білудің табиғи жағдайдағы жануарлардың өсіп өнуін, ондағы генетикалық процесстерді зерттеудің эволюцияны толық біліп оны басқаруда маңызы өте зор. Өзіміздің ішкі сезімімізге байланысты біз түрге бір-біріне ұқсас организмдерді мысалы, адамдар, жылқылар немесе теректерді жатқызамыз. Түрдің ғылыми анықтауы бірнеше рет өзгертілген, қазіргі кезде: "Түр дегеніміз морфологиялық жағынан өте ұқсас, шыққан тегі бір және табиғи жағдайда бір-бірімен шағылысатын бір топ организмдерді айтады". Бір түрге жататын өкілдер бір-бірімен жақын немесе бірге жүруі шарт емес. Олар бір-бірінен оқшауланып жекеленген топтар-популяциялар құруы мүмкін.
Популяция дегеніміз Н.В. Тимофеев-Ресовскийдің анықтауы бойынша өмір сүретін ортак мекені бар, сол жердің жағдайына бейімделгені, туыстас жиынтықтардан оқшаул ануған (аралык кеңістіктер, мезгілдік, физиологиялық, генетикалық) және өзара шағылыса алатын бір түрге енетін организмдердің жиынтығын айтады. Мысалы, Колгуев аралындағы бұғылар Қиыр Солтүстік материктегі бұғылардан тенізбен бөлінген. Осының нәтижесінде ко лгуев бұғыларының ерекше иоиуляциясы пайда болган, олар осы түрдің қалған бұғыларымен салыстырғанда генотипі де, фенотипі де өзгеше ірі және өмір сүргіштігі жоғары. Популяция түрдің бір бөлігі. Ол тағы, мәдени өсімдіктерде және үй жануарларында кездеседі. Популяция ретінде "таза күйінде" өсірілетін ауылшаруашылық малдарының тұкымын келтіруге болады [7,58б.]
Популяциямен қоса генетикада таза линия деген ұғым бар. Таза линия - бір атадан тараған және оған генотипі жағынан өте ұқсас ұрпақтар.
Популяциялар эволюцияның қозғаушы үш факторы: тұкым қуушылық, өзгергіштік және сұрыптаудың өзара әрекеттесуі негізінде тіршілік жағдайларының әсерімен қалыптасады. Олардың кұрылуы түрді мекеннің накты жағдайларына "лайықтаудың" тәсілі болып табылады. Популяциялардың қалыптасу процестері мен олардың өскелен дамуы микроэволюция кұрайды.
Ұрпақтарының генотипі мен фенотипіне әсер ету жағынан жалпы шағылысу туыстас шағылысуға қарама -қарсы болады.
Туыстас емес шағылысу аутбридинг деп аталады. Жануарлар мен өсімдіктер селекциясында түр аралық немесе алшақ бұдандастыру арқылы алынған аралық бұдандар қуаттылығының гетерозисі деп атайды Негізінде гетерозис пен инбредтік депрессиянын себептерін бұршақтар генотиптерінің өзгеруінен іздеу керек. Бұл ғалымдар мен мамандарды көптен ойландырып жүрген сұрак, себебі бұл кұбылыстың сырын біліп, себебін түсінсе максатты түрде шағылыстьтру аркылы гетерозис алуға немесе инбридингтін зиянды әсерлерінен кұтылуға болар еді.
Популяцияның құрылымын генетикалық және статистикалық әдістермен зерттеуді алғашкы рет 1903 жылы В. Иоганнсен қолданды. Тұкымының көлеміне карап үрмебұршакка сұрыптау жасаған Иоганнсен олардын ұрпактарының себілген тұкым көлеміне қарай ауытқуларын бакылады. Атап айтканда егер ірі тұқым себілсе ұрпағы ірі, кішкене тұкым себілсе ұрпактарының көлемі кішірейетінін байқады. Ол тұкым белгілері көп гендермен аныкгалатын және сырткы ортаның әсеріне катты ұшырайтын бұршақ тұқымының салмагы мен көлемін зерттеді. Бұл белгілерде модификациялық өзгергіштіктің сипаты айқын көрінеді.
Ол үрмебұршақтың тұкымын өлшеп, көрсеткіш бойынша вариациялық қатар жасады. Массасы 150-ден 750 мг-ға дейін болды. Одан әрі массасы 250-350 және 550-650 мг болган тұқымдар бөлек өсіріліп, әр өсімдіктің тұқымы кайта өлшенеді. Популяция кұрайтын сорттан таңдап алынған ауыр (550-650 мг) және жеңіл (250-350 мг) тұқымдар бөлек егіліп, олардан массасы әр түрлі өсімдіктер алынды.
Ауыр тұкымдардан өскен өсімдіктер тұқымының орташа массасы -- 518,7 мг, ал жеңіл тұқымынан -- 444,4 мг болды. Осы арқылы үрмебұршақтың сорт-популяциясы әркайсысы генетикалық кұрамы жағынан әртүрлі өсімдіктерден тұратынын және әркайсысы таза линияның басы бола алатыны көрсетілді.
Иоганнсен 6-7 ұрпак бойы әрбір өсімдіктен ауыр және жеңіл тұқымды бөлек жинап отырды. Бірде-бір линияда тұкым массасының айтарлықтай өзгерісі болмады. Таза линияның ішіндегі тұқым көлемдерінің өзгеруі тұкым кумайтын, модификацияльщ өзгергіштік болып табылады. Сонымен, өздігінен тозаңданатын өсімдіктердің популяциясы генотииі жагынан алганда әр түрлі линиялардан тұрады, өйткені мұндай популяцияның өсімдіктері өзара бұдандаспайды [12,154б.]
Жеке организм өздігінен тозандан ганда жаңа нәсілдің, сорттың немесе тұкымның басы бола алады. Мысалы, популяциядан таңдап алынган бір дәннен бидайдьщ жана сорты ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz