ІІ тарау. Микроэволюция және популяция туралы ұғым. Өзгергіштік және тұқымқуалаушылық.

Микроэволюция — түр популяциясының ішінде жүретін және оның гендік қорын өзгертіп, жаңа түр түзілумен аяқталатын эволюциялық әрекеттердің жиынтығы.

Гендік қор (генофонд) — популяциядағы немесе түрдегі барлық гендердің жиынтығы әрі табиғи сұрыпталудың нәтижесінде популяцияның өзгеруі. Микроэволюция терминін орыс генетигі Н.В. Тимофеев-Ресовский енгізген (1938 ж.). Микроэволюцияның нәтижесінде популяция, түр тармағы, түр түзіледі.

Популяция (лат. рориlиs — тұрғындар деген мағынаны білдіреді) — бір кеңістікте тіршілік етіп, бір-бірімен еркін шағылысып ұрпақ беретін, дербес генетикалык жүйе құрайтын, бір түрге жататын даралардың жиынтьғы; белгілі бір жерді ұзақ уақыт мекендейтін және осы жерде бірнеше ұрпақ бойы өсіп-өнетін бір түр даралары. Популяция терминін ғылымға алғаш 1903 жылы дат биологі В. Иогансен (1857—1927) енгізген.

Популяцияның өзгеруі. Табиғатта (өсімдіктер мен жануарлар) даралар санының жылдан-жылға, ұрпақтан-ұрпаққа өзгермей қалатын бірде-бір түрі кездеспейді. Барлық популяциялардың шекарасы, ондағы тіршілік ететін даралар саны ұдайы өзгеріп отырады. Бұған сыртқы ортаның қолайсыз жағдайлары әсер етеді. Қарапайым эволюциялық процестің — түрдің ішінде, яғни популяцияда жүруі; бір популяцияның ішінде ересек жануарлардың бір-бірімен еркін шағылысуы; популяцияның саны; жас ерекшелігі; табиғатта нақтылы тіршілік етуі; экологиялық, генетикалық және т.б. қасиеттерінің болуы популяцияның — эволюцияның қарапайым өлшем бірлігі екендігінің дәлелі.

Өзгергіштік және тұқымқуалаушылық. Әрбір популяцияда тіршілік ететін бір түрге жататын даралар мөлшері (дене тұркы), пішіндері, түсі жағынан бір-бірінен ерекшеленеді. Өзгергіштік — тіршіліктің жалпы қасиеті. Әртүрлі жағдайлардың әсерінен организмдердің белгілері ылғи өзгеріп отырады. Ч. Дарвин саяхат кезінде жинаған материалдарын ретке келтіріп, организмдерде айқын (топтық) және айқын емес (жеке) өзгергіштіктер болады деген тұжырым жасады. Айқын (топтық) өзгергіштік күтімнің ауысуына байланысты өзгереді. Мәдени өсімдіктерді құнарлы топырақта өсіріп, жиі қоректендірсе өте қарқынды өседі. Егер ылғалы жеткіліксіз, минералды тұздары аз, құнарсыз топырақта өсірсе өте баяу дамиды. Ч. Дарвин анықтаған айқын өзгергіштік — орта жағдайының өзгеруіне байланысты организмнің тұқым қуаламайтын фенотиптік көрінісі.

Айқын өзгергіштікке сыртқы орта жағдайы тікелей әсер етеді. Жабайы өсімдіктерді өте құнарлы топыраққа отырғызса, оның вегетативті мүшелері (тамыры, сабағы, жапырағы) жақсы дамып, қаулап өседі. Жануарларды мал азығымен жақсылап қоректендірсе, дене бітімі іріленіп өзгере бастайды. Жылу, суық, ылғал, жарық, топырақ құрамы да организмдердің өзгеруіне себепші болады. Оның мысалы ретінде наурызшешек (примула) гүлдерінің реңін алуға болады: төменгі температурада өсірілгендерінің гүлдері бірыңғай қызыл, ал жоғары температурада есірілгені ақ түсті болады. Селекционерлер өсімдіктер мен жануарлардың жаңа формаларын шығару кезінде айқын өзгергіштікке ерекше көңіл аударған. Айқын емес (жеке) өзгергіштік. Ч. Дарвин түрлердің ішіндегі даралар морфологиясы, мінез-құлқы жағынан ерекшеленетін өзгергіштіктері болатынын байқаған. Бір топтағы жануарлардың немесе егістікте өскен өсімдіктердің ішінен көзге айқын біліне қоймайтын жеке өзгергіштіктерді айқын емес өзгергіштік деп атайды.

Мұндай өзгергіштікті тек тәжірибелі селекционерлер ғана байқай алған.

Айқын емес өзгергіштіктің негізгі ерекшелігі — тұқым қуалайтындығы. Ч. Дарвин организмдердің тек тұқым қуалайтын өзгергіштігі ғана эволюция процесінде пайдалы, шешуші рөл атқарады деген қорытынды жасады. Айқьн емес өзгергіштік организмнің жьныс жүйесіне қоршаған ортаның жанама әсер етуінен пайда болады, оның қазіргі атауы — мутация.

Мутация (лат. тиtаtіо — өзгеру) — кенеттен болатын тұқым қуалайтын өзгергіштіктің тұрақты түрі. Бұл кезде организмдегі ДНҚ құрылымының сапасы немесе саны өзгеріп, кенеттен организмнің әртүрлі белгілері, қасиеттері пайда болады. Пайда болған мұндай өзгерістер организмнің генотипін өзгертіп әрі қарай тұқым қуалайды және ол жеке организмдерде ғана байқалып, секірмелі сипатта жүреді. Мұндай тұқым қуалайтын өзгерістер сыртқы орта жағдайларына тәуелді болмайды және ол жаңа белгілердің, популяциялардың пайда болуына немесе организмнің жойылып кетуіне әсер етуі мүмкін.

Мутациялық, яғни тұқым қуалайтын өзгергіштік кезінде организмдегі генотиптің өзгеруіне сәйкес бірнеше топқа бөлінеді: 1) гендік мутация кезінде бір гендегі ДНҚ молекуласындағы нуклеотидтердің орналасу реттілігі өзгереді, яғни бір нуклеотидтердің түсіп қалуы немесе жаңадан қосылуы байқалады; 2) хромосомалық мутация кезінде хромосомалардың қалыпты құрылымы өзгереді; 3) геномдық мутация кезінде хромосомалардың саны өзгереді; 4) цитоплазмалық мутация кезінде құрамында ДНҚ молекулалары бар органоидтерде (хлоропластарда, митохондрияларда) өзгерістер байқалады. Цитоплазмалық мутация аналық организм арқылы ұрпақтарға беріледі. Өйткені ұрықтанған зигота өзіндегі барлық цитоплазманы тек аналық организмнен ғана алады.

Ч. Дарвин жеміс ағаштары мен сәндік үшін өсірілетін ағаштардың бүршіктеріндегі өзгергіштікті көптеген мысалдармен дәлелдеген. Мысалы, жемісі сары түсті алхоры ағашында қызыл түсті жеміс өскен бұтақтың дамуы; жидегі қара түсті жүзімде ақ жидекті өркеннің дамуы; бақытгүл (хризантема) өсімдігінде түрлі түсті гүл беретін өркендердің дамуы. Осының барлығы — бүршіктік вариация (қатар). Бүршіктік вариацияларды алма, алмұрт ағаштары мен қарақат, қарлыған, раушангүл бұталарынан алған. Түрін өзгерткен өркендерге телу жүргізгенде жаңа пайда болған қасиетін жоғалтпаған. Өсімдіктер шаруашылығында жаңа іріктемелер алу үшін бүршіктік вариацияны кеңінен қолданады. Өзгергіштіктің бұл түрі қазіргі кезде соматикалық өзгергіштік деп аталады.

Ч. Дарвин өзгергіштіктің тағы бір қайнар көзі — әртүрлі қолтұқымдар мен іріктемелердің арасында болатын шағылыстыру деп есептеді. Үй жануарлары қолтұқымдарының басым көпшілігі түрлі тұкымдарды шағылыстыру арқылы алынғандығын анықтады. Тұқым қуалайтын өзгергіштіктің бұл түрі генетикада комбинациялық өзгергіштік деп аталады. Бұл сендерге "гендердің өзара әрекеттесуі" тақырыбынан таныс. Бұршақ және раушангүл тәрізді айдарлы тауықтың тұқымын бір-бірімен шағылыстырғанда бірнеше ұрпақта жаңғақ тәрізді айдарлы будандар алынғаны белгілі.

Тұқымқуалаушылық - барлық организмдердің құрылысы мен қызметінің белгілерін сақтап, оны шыққан тегінен ұрпақтарына беру қасиеті. Әртүрлі белгілердің дамуы және оның қасиеті хромосомалардың бөліктері — генге байланысты. Ген ұрпаққа берілгенде жоғалмайды, жасушаның әрбір бөлінуі кезінде қайта түзіліп отырады. Демек, генге байланысты белгілері де жоғалмайды деген сөз.