Әр түрлі популяцияның генефондын таңдау

Әр түрлі популяцияның генефондын таңдау

Эссе 

 Популяция деп өмір сүретін  ортақ мекені бар, туыстас жиынтықтардан  оқшауланған және өзара шағылыса  алатын бір түрге жататын жануарлардың  жиынтығын айтады. Популяция түрдің  бөлігі болып келеді. Популяция  ретінде таза күйінде өсірілетін  ауылшаруашылық мал тұқымын келтіруге  болады. Егер бір шаруашылықта  малдың екі түрлі тұқымын бір-бірімен  шағылыстырмай жеке өсірсе, онда  екі тұқым малдар екі популяцияға  жатады.      Мал шаруашылығында жеке табындағы малдар, тұқым және туыстар да популяцияға жатады. Әдетте популяция тұйық топ. Оған басқа жерден әкелмейді, оның ішінен әкетілмейді, сондықтан популяцияда жұп таңдау өз ішінде жүреді. Популяция туралы түсінік Әрбір түр белгілі бір территорияда - 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 бедгілері ұқсас, генефондары ортақ особьтар жиынтығы.

Бір популяцияға жататын организмдер  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 туріші қарым қатынастары - бұл ұрпақ әкелуге қатысты байланыстар; әртүрлі жынысқа жататын особьтар арасындағы және ата- аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар.Экологиялық жүйелердің, сонымен қатар популяцияның негізгі қасиеті - олар үнемі өзгерісте, қозғалыста болады. Бұл жүйенің өнімділігіне, биологиялық алуантүрлілігіне, құрылымдық - Функционалдық ерекшелігіне әсер етеді. Тірі материяның ұйымдасу жүйесінде популяциялық деңгей ерекше орын алады.Бір жағынан популяция тіршіліктің әртүрлі деңгейінде: организм-популяция-биоценоз-биогеоценоз-биосфера Функционалдық-экологиялық қатарына кіретін биоценотикалық Қарым-қатынастың элементарлық бірлігі болып табылады. Екінші жағынан популяция әртүрлі деңгейдегі таксондардың Филогенетикалық байланысын: организм-популяция-түр-тұыстұқымдас-отряд-класс-патшалық көрсететін генетикалық- эволюциялық қатарына кіретін эволюциялық процестің элементарлық бірлігі.

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 ағаштар дан 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.

Популяциялар құрылымы - бір жағынан  түрдің биологиялық қасиеттеріне негізделіп, екінші жағынан - ортаның абиотикалық  факторлары мен басқа түрлердің  популяциялары әсерінен қалыптасып құрылады. Популяциялар құрылымы тұрақты болмайды. Территориядағы особьтардың таралуы топтардың жынысы, жасы, морфологиялық , физиологиялық , мінез- құлықтары және генетикалық ерекшеліктері бойынша ара қатынастары популяцияның құрылымын көрсетеді.

Әрбір популяция өзінің белгілі  генофондымен, яғни құрамына кіретін  ген аллельдерінің жиынтығымен  сипатталады. Малдардың табындары  мен тұқымдары адам қолдан жасаған  популяцияны құрайды, популяция  табиғи, еркін шағылыса алатын панмиксиялық топтар, олардың саны және жерінің  көлемі көп болып келеді. Жануарлар  популяциялар генетикасының ірі  мамандарының бірі профессор Н.З. Басовский (1983) сүтті малдардың популяциясы  деп бір облыста немесе Республикада орналасқан бірнеше жүз мыңнан асаттын  бір тұқымның табының айтады. Автордың айтуы бойынша популяция тұрақты  динамикада болады, эволюция барысында  бір генотип басқаларымен үздіксіз ауыстырылады, ұрпақтан ұрпаққа оның генетикалық түрі тез немесе баяу өзгереді.        

 Популяциялар генетикасы  популяцияның генетикалық құрылымының  құрылуын және өзгеруін зерттейді.  Жануарлардың әрбір популяциясының  ортақ генетикалық құрылымы болады, белгілі бір уақыт аралығында  тепе-теңдікте болатын, популяцияның  генетикалық гомеостазын қамтитын  генетикалық зерттеулер, генетикалық  гомеостаздың сақтап қалуына  келесі механизм ықпалын тигізгенін  көрсетті:

1. Генетикалық құрылымның  тепе-теңдік заңы.

2. Гетерозиготалық және  полиморфизм заңы - тұрақтандырушы  полиморфизм, ұрпақтан-ұрпаққа генетикалық  және фенотиптік айырмашылығы  бар дарақтарды көбейту.

3. Белгілі қарқынның әсер етуі  және мутациялық үрдістің бағытының  заңы. Әрине жануарлар популяциясына  сыртқы және ішкі факторлар  әсерлерін тигізеді, олардың бастылары  мутация, шағылыстыру,табиғи және  жасанды сұрыптау. Осымен қатар  популяцияның генетикалық құрылымына  әсер ететін шағын популяцияларда  өтетін генетикалы-автоматтық үрдістер. Табиғи мутациялық үрдістің және  сұрыптаудың нәтижесінде әрбір  популяция өзіне тән гендер  жиынтығымен немесе хромосомдар  құрылысымен сипатталады. Жеке  популяциялардың тұқым қуатын  айырмашылықтарын зерттей келе, популяциядағы тұқым қуатын бірліктердің (гендердің) жиынтығын академик А.С.Серебровский генофонд деп атауды ұсынды. Генофонд (ген және французша fond — жиынтығы) — бір популяциядағы не бір түрге жататын организмдегі әр түрлі гендердің саны мен құрамы. Генофонд термині бөлек бір популяцияның немесе бір түрге жататын барлық организмдердің аллель (сәйкес) құрамын көрсетеді. Тұрақты Генофондтағы гендер жиілігі генотиптен фенотиптің қатынасын кейінгі ұрпақтарға бір күйде беріп, генетикалық тепе-теңдікті сақтайды. Мысалы, будандастыруға алынған екі бидай сортының Генофондтарының бірінде өсімдік сабағының биіктік аллелі, екіншісінде аласалық аллелі бар деп алсақ, бірінші ұрпақта ата-анасында болған аллельдер жиілігі сақталғаны байқалады. Көбею қарқыны, сұрыптау, т.б. жағдайлар генетик. тепе-теңдікті ауытқытады. Ал жаңа тепе-теңдік тиісті ген жиілігінің өзгеруіне жаңа фактор әсер еткенге дейін сақталады. Табиғатта түр тармағындағы организмдер әр түрлі тіршілік ортасы жағдайына тап болып, өсіп-өнуіне байланысты олардың Генофондтары өзгеріп, табиғи сұрыптау нәтижесінде жеке және өзге Генофондтары бар басқа түрлер түзеді. Тұрақты Генофонд жынысты жолмен көбейетін популяцияларда кездеседі. Генофонд — түр және нәсіл түзілу процесінің негізі. Өсімдіктер мен жануарлардың табиғи және жасанды популяцияларының Генофондын қорғау — тірі табиғатты қорғаудың маңызды мәселесі болып есептелінеді.Биосфераның генетик ресурсын сақтау, әсіресе практикалық мәні бар немесе жоғалып кету қаупі төніп тұрған өсімдіктер мен жануарлар Генофондын сақтау әдістері жасалуда.Кез-келген популяцияның саны өзгергiш, яғни тұрақты өзгерiп отырады. Уақыт өткен сайын тұрақты күйге өтетiнi туралы көрсететiн популяция санының өсу қисығы –жағдайдың идеалды кестесi. Iс жүзiнде популяция саны бiр жерде тұрып қалмайды, жағдайлардың өзгеруiне сәйкес орташа деңгей төңiрегiнде үздiксiз ауытқиды. Бұл ауытқу қарқыны әртүрлi болады. Популяциялық динамиканың 3 түрiн бөледi: тұрақты, өзгергiш және жарылғыш. Тұрақты деп бiрнеше мәрте өзгеретiн сандық өзгерiстердiң, өзгергiш – ондаған есе ауытқуын, ал жарылғыш деп қалыпты санның периодты түрде  жүз және мың есе арту динамикасын айтады. Популяция санына әртүрлi факторлар әсер етедi: ауа-райы, қорекпен қамтамасыз ету, жыртқыштар, аурулар, популяцияның жастың құрамы, жыныс және жас топтарының қатынасы және т.б.

Олардың iшiнде факторлардың екi тобын бөлiп қарастырады. Бiреулерiнiң әсерi бiржақты. Өздерi тығыздығы мен санына тәуелдi емес, тiкелей популяцияға әсер етедi. Бұлар абиотикалық факторлар, мысалы, ауа-райы жағдайы: температура, жаңбыр, желдер, күн радияциясы, қысым және т.б. Олар өлiмдi реттеуi мүмкiн немесе көбеюдi жақсартуы мүмкiн.Бұл факторлар популяция тығыздығын реттемейдi, оған бiр жақты әсер етедi. Оларды зерттеу белгiлi территориядағы түр санына болжау жасау үшiн қажет.

Факторлардың екiншi тобына популяцияның санын реттеушiлер жатады. Реттелу – бұл екi жақты өзара әсерлесу. Ол керi қайтымды байланыс принципi бойынша түзiледi, популяция санының өсуi осы өсу кедергiсiнiң артуын тудырады. Реттеушi фактордың әсерi популяция тығыздығына тәуелдi. Түр саны артқан сайын, кедергiсi де артады. Санның төмендеуiне байланысты реттеушiлер әсерi азаяды. Осы принцип бойынша басқа түрлер де, өзiнiң тығыздығының өсуi де популяцияға әсер етедi.

Жемтiктер саны көп болса, жыртқыштар мен паразиттердiң қорегi артады, соған байланысты қатерлi аурудың қоздырғыштары көбеюi мүмкiн және бiр түрдiң iшiндегi бәсекелестiктi арттырады.

Сонымен, популяция санын реттеушi факторлар, яғни тығыздану күйiнен қалыпты күйге ауыстырушы факторлар – бұл негiзiнен тураралық және түрiшiлiк қатынастары, яғни биотикалық байланыстар. Олар популяцияның тығыздығын белгiлi шектерде ұстап тұрады, түрдi қолайсыз жағдайға — өздерiнiң ресурстарын азайтуға дейiн апармайды.

Бiрақ табиғаттағы тураралық және түрiшiлiк қатынастарының күрделiлiгi мен шытырмандығына қарамастан, кейбiр түрлер реттеушiлер әсерiнен уақытша “сырғып” кете алады. Жыртқыш-жемтiк қатынасын мысалда толығырақ қарастырайық.

Жемтiктер популяция тығыздығының артуы жыртқыштар үшiн қоректiң көбеюiн көрсетедi. Жыртқыштар табысы көбейедi. Мысалы, құстар ақ тышқандар саны көп болса, 1 емес 3-4 дараларды аулайды. Бұл жыртқыштың жемтек санына реакциясы, және бұл олардың санының өсуiн тоқтатуы мүмкiн. Жемтiк популяциясының динамикасының өзгергiш түрi керi қайтымды байланыс принципi бойынша түзiледi. Жыртқыш –жануалары үнемi болатын жерлердегi тiршiлiк ететiн түрлерге тән. Санының көбею осы кезде санды азайту үшiн жауапты реакцияны түзедi.

Барлық жағдайларда жыртқыш  реакциясы жемтiк санының өсуiн тежей алмайды, өйткенi кез келген жыртқыш – дарада тойымдылық шегi бар.

Егер жемтiктер көбеюi өте тез болса, олардың популяциясының өсуi жалғасады.

Жемтiктерге әсердiң артуы жыртқыштың көбеюiмен байланысты. Олардың саны, және жейтiн жемтiктер саны геометриялық прогрессия бойынша артады және олардың жемтiк популяциясына реттеушiлiк әсерi артады. Ақ қояндар саны, қорек көп болған жылы 30-50  рет артады, олардың жемтiк популяциясына әсерi 120-200 рет артады.

Түрiшiлiк қарым-қатынастарда өздерiнiң тығыздығына тез және кешiгiп әсер етуi мүмкiн. Мысалы, жануарлардың территориялық мiнез-қылығы сол ұрпақтық санында көрiнедi, аналық туу қабiлеттiң төмендеуi немесе аталықтар саны артуы, болашақ ұрпақ сонымен ғана көрiнедi.

Сонымен, кейбiр реттеушi факторлар популяция тығызының өсуiн лезде тоқтады, кейбiреуi-кешiгiп әсер етедi. Сандық динамика түрi осыған байланысты. Егер кешiгушi әсер болса, түр жыртқыш әсерiнен уақытша босатылады, сандық жарылыс түзiледi.

Малдың әрбір тұқымы басқа  тұқымдардан ең бірінші генофонды  арқылы ерекшеленеді. Жеке тұқымның өнім дәрежелері, сыртқы пішіні, физиологиялық  ерекшеліктері және анатомиялық  құрылысы гендер жиынтығымен  анықталады. Егер тұқымның генофондында бағалы нәсілдік бастама болмаса немесе құнды гендер шоғыры өте аз болса, онда бұл тұқымды қажетті бағытта жетілдіру өте қиынға түседі. Мысалы сүттілігі, сырт пішіні және салмағы өте жақсы қара ала тұқымды сиырлардың сүті өте сұйық, жоғары майлылығы сирек кездеседі. Осы белгі бойынша тұқымды жақсарту үшін сүт майлылығы жоғары басқа тұқыммен шағылыстыру керек (мысалы джерсей тұқымы бұқаларымен). Н.З.Басовский атап кеткендей, шаруашылыққа пайдалы белгілердің басым бөлігі үздіксіз өзгергіштік көрсетеді, ол қалыпты деңгейде бөлінуге сәйкес келеді, оның өлшем бірлігі болып стандарты ауытқу алынады. Популяция генетикасының әдістері стандарты ауытқу квадраты мен вариантаға негізделген.        

 Популяциялар эволюциясында  жануарларды өсіруде сыртқы орта  ықпалдары әсерінен пайда болған  шексіз мутациялар маңызды роль  атқарады. Ірі мутациялар организмге  зиянды екендігі белгілі, олар  дарақтар көбею үрдісінде жоғалып  кетеді. Популяция эволюциясында  ұсақ мутациялар маңызды, олар  нейтралды немесе пайдалы, тіпті  зиянды бола тұра популяцияда  жиналып генетикалық жүк құрастырады.         

 Генетикалық жүк - жақсы  бейімделген генотип пен популяцияның  орташа бейімделу айырмашылығынын  салыстырмалы өлшем бірлігі болып  келеді. Ол мутациялық үрдіспен  және онымен байланысты генетикалық  полиморфизм, генетикалық материал  реномбикациясы, аллельдер дрейф  жиілігі және олардың көбеюімен  анықталады. Бұл факторлар популяцияның  бейімделу қасиетін құрайды. Популяцияның  бейімделуі екі бірдей факторларға  байланысты. Олар популяцияның генетикалық  құрылымы мен сыртқы факторлар  жиынтығы, олардың ең маңыздысы  дарақтардың өсімталдығы және  ұрпақтардың өміршеңділігі болып  келеді.        

 Мутациялық жүк - жасырын  тұқым қуғыштық өзгергіштік, ол  популяция тұратын жағдайға ауыстырылнғанда  біртіндеп оның генетикалық құрылымына  енеді және әртүрлі гендік  блоктармен аллельдердің арақатынасын  жануарлардың тіршілік жағдайына  бейімделуін қамтамасыз етуіне  сәйкес өзгертеді. Осылайша табиғи  және жасанды сұрыптау белгілі  бір бағыт береді. Генетикалық  жүк ауылшаруашылық малдарын  өсіргенде, тұқым құрастыру үрдісінде,  жаңа тіршілік жағдайына бейімделген  жаңа генотип бастамасы ретінде  маңызды роль атқарады. Жануарлардың  тіршілік жағдайы ауысқанда, тұрақтандырушы  генетикалық жүк түрінде сақтаған  жасырын тұқым қуалаушы өзгергіштік  бейімделу ролін атқарады, сұрыпталу  ықпалымен популяцияның генетикалық  құрылымына ену арқылы түрліше  фенотиптік бағалы гендердің  концентрациясын өзгертеді.        

 Н.З.Басовский генетиканың  ерте даму кезеңінде жеке жануарлар  өнімділік айырмашылығын Мендель  заңдарымен түсіндіруге тырысты  деп айтады. Бүгінгі күні ол  жұмыстар тарихи жағынан қызықты:  генетикалық талдауда популяциялық  генетика статистикалық және  биометриялық әдістерге сүйенеді. Ауылшаруашылық малдарының генетикалық  құрылымына табиғи және жасанды  сұрыптау зор әсер етеді. Әр  сұрыптау түрінің бағыты болады: егер жасанды сұрыптау кейбір  өнімділік қасиеттерін жақсартуға  байланысты болса, табиғи сұрыптау (таңдау) дарақтың конституция беріктілігіне, тіршілікте маңызды органдардың сапалы көрсеткіштеріне және жануарлардың тіршілік қабілетіне арналады.        

 Табиғи сұрыптау жануарларды  жыл бойы жайылымда күтіп-өсіру  жағдайында өте маңызды роль  атқарады. Қазіргі уақытта өнімді  малдардың басым бөлігі құрғақ  дала, шексіз шөл мен шөлейт  және шығуы қиын таулы аудандарда  өсіріледі. Ауылшаруашылық малдарының  селекциясында жасанды сұрыптаудың  басты ролін атап өтумен қатар,  табиғи сұрыптаудың маңыздылығын  айтып кетпеген дұрыс болмайды.

Ауылшаруашылық малдарының микроэволюциясында едәуір роль атқаратын  табиғи сұрыптаудың да маңыздылығын атамасқа болмайды.        

 Сұрыптау бағыты селекция  мақсатына байланысты. Селекцияланған  табын белгілі бір өнімділік  дәрежесіне жеткеннен кейін, сұрыптау  популяцияның жеткен өнімділік  дәрежесін тұрақтандыруға бағытталады.  Сонымен, тұрақтандырушы сұрыптау  бірнеше ұрпақ бойы популяцияның  жеткен дәрежесінің генетикалық  құрылымын сақтауға бағытталған.  Селекция үрдісі барысында модальды  топтың қажетті дарақтары таңдалып  минималды және максималды фенотипті  шеткі варианттар алынып тасталады.